GNU Linux-libre 5.15.54-gnu
[releases.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.rst
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  * - SYM_FUNC_START/END:Define functions in the symbol table.
19  * - idtentry:          Define exception entry points.
20  */
21 #include <linux/linkage.h>
22 #include <asm/segment.h>
23 #include <asm/cache.h>
24 #include <asm/errno.h>
25 #include <asm/asm-offsets.h>
26 #include <asm/msr.h>
27 #include <asm/unistd.h>
28 #include <asm/thread_info.h>
29 #include <asm/hw_irq.h>
30 #include <asm/page_types.h>
31 #include <asm/irqflags.h>
32 #include <asm/paravirt.h>
33 #include <asm/percpu.h>
34 #include <asm/asm.h>
35 #include <asm/smap.h>
36 #include <asm/pgtable_types.h>
37 #include <asm/export.h>
38 #include <asm/frame.h>
39 #include <asm/trapnr.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <asm/fsgsbase.h>
42 #include <linux/err.h>
43
44 #include "calling.h"
45
46 .code64
47 .section .entry.text, "ax"
48
49 /*
50  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
51  *
52  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
53  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
54  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
55  * available when SYSCALL is used.
56  *
57  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
58  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
59  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
60  * clock_gettimeofday fallback.
61  *
62  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
63  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
64  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
65  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
66  * and does not change rsp.
67  *
68  * Registers on entry:
69  * rax  system call number
70  * rcx  return address
71  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
72  * rdi  arg0
73  * rsi  arg1
74  * rdx  arg2
75  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
76  * r8   arg4
77  * r9   arg5
78  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
79  *
80  * Only called from user space.
81  *
82  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
83  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
84  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
85  */
86
87 SYM_CODE_START(entry_SYSCALL_64)
88         UNWIND_HINT_EMPTY
89
90         swapgs
91         /* tss.sp2 is scratch space. */
92         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)
93         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
94         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
95
96 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSCALL_64_safe_stack, SYM_L_GLOBAL)
97
98         /* Construct struct pt_regs on stack */
99         pushq   $__USER_DS                              /* pt_regs->ss */
100         pushq   PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)       /* pt_regs->sp */
101         pushq   %r11                                    /* pt_regs->flags */
102         pushq   $__USER_CS                              /* pt_regs->cs */
103         pushq   %rcx                                    /* pt_regs->ip */
104 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe, SYM_L_GLOBAL)
105         pushq   %rax                                    /* pt_regs->orig_ax */
106
107         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
108
109         /* IRQs are off. */
110         movq    %rsp, %rdi
111         /* Sign extend the lower 32bit as syscall numbers are treated as int */
112         movslq  %eax, %rsi
113         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
114
115         /*
116          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
117          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
118          * go to the slow exit path.
119          * In the Xen PV case we must use iret anyway.
120          */
121
122         ALTERNATIVE "", "jmp    swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode", \
123                 X86_FEATURE_XENPV
124
125         movq    RCX(%rsp), %rcx
126         movq    RIP(%rsp), %r11
127
128         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
129         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
130
131         /*
132          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
133          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
134          * the kernel, since userspace controls RSP.
135          *
136          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
137          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
138          *
139          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
140          * depending on paging mode) in the address.
141          */
142 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
143         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
144                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
145 #else
146         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
147         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
148 #endif
149
150         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
151         cmpq    %rcx, %r11
152         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
153
154         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
155         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
156
157         movq    R11(%rsp), %r11
158         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
159         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
160
161         /*
162          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
163          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
164          * need to restore it correctly.
165          *
166          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
167          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
168          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
169          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
170          * this user code:
171          *
172          *           movq       $stuck_here, %rcx
173          *           pushfq
174          *           popq %r11
175          *   stuck_here:
176          *
177          * would never get past 'stuck_here'.
178          */
179         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
180         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
181
182         /* nothing to check for RSP */
183
184         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
185         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
186
187         /*
188          * We win! This label is here just for ease of understanding
189          * perf profiles. Nothing jumps here.
190          */
191 syscall_return_via_sysret:
192         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
193         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
194
195         /*
196          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
197          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
198          */
199         movq    %rsp, %rdi
200         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
201         UNWIND_HINT_EMPTY
202
203         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
204         pushq   (%rdi)          /* RDI */
205
206         /*
207          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
208          * We can do future final exit work right here.
209          */
210         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
211
212         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
213
214         popq    %rdi
215         popq    %rsp
216         swapgs
217         sysretq
218 SYM_CODE_END(entry_SYSCALL_64)
219
220 /*
221  * %rdi: prev task
222  * %rsi: next task
223  */
224 .pushsection .text, "ax"
225 SYM_FUNC_START(__switch_to_asm)
226         /*
227          * Save callee-saved registers
228          * This must match the order in inactive_task_frame
229          */
230         pushq   %rbp
231         pushq   %rbx
232         pushq   %r12
233         pushq   %r13
234         pushq   %r14
235         pushq   %r15
236
237         /* switch stack */
238         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
239         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
240
241 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
242         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
243         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(fixed_percpu_data) + stack_canary_offset
244 #endif
245
246 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
247         /*
248          * When switching from a shallower to a deeper call stack
249          * the RSB may either underflow or use entries populated
250          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
251          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
252          * speculative execution to prevent attack.
253          */
254         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
255 #endif
256
257         /* restore callee-saved registers */
258         popq    %r15
259         popq    %r14
260         popq    %r13
261         popq    %r12
262         popq    %rbx
263         popq    %rbp
264
265         jmp     __switch_to
266 SYM_FUNC_END(__switch_to_asm)
267 .popsection
268
269 /*
270  * A newly forked process directly context switches into this address.
271  *
272  * rax: prev task we switched from
273  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
274  * r12: kernel thread arg
275  */
276 .pushsection .text, "ax"
277 SYM_CODE_START(ret_from_fork)
278         UNWIND_HINT_EMPTY
279         movq    %rax, %rdi
280         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
281
282         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
283         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
284
285 2:
286         UNWIND_HINT_REGS
287         movq    %rsp, %rdi
288         call    syscall_exit_to_user_mode       /* returns with IRQs disabled */
289         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
290
291 1:
292         /* kernel thread */
293         UNWIND_HINT_EMPTY
294         movq    %r12, %rdi
295         CALL_NOSPEC rbx
296         /*
297          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
298          * calling kernel_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
299          * syscall.
300          */
301         movq    $0, RAX(%rsp)
302         jmp     2b
303 SYM_CODE_END(ret_from_fork)
304 .popsection
305
306 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
307 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
308         pushq %rax
309         SAVE_FLAGS
310         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
311         jz .Lokay_\@
312         ud2
313 .Lokay_\@:
314         popq %rax
315 #endif
316 .endm
317
318 /**
319  * idtentry_body - Macro to emit code calling the C function
320  * @cfunc:              C function to be called
321  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
322  */
323 .macro idtentry_body cfunc has_error_code:req
324
325         call    error_entry
326         UNWIND_HINT_REGS
327
328         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer into 1st argument*/
329
330         .if \has_error_code == 1
331                 movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
332                 movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
333         .endif
334
335         call    \cfunc
336
337         jmp     error_return
338 .endm
339
340 /**
341  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
342  * @vector:             Vector number
343  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
344  * @cfunc:              C function to be called
345  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
346  *
347  * The macro emits code to set up the kernel context for straight forward
348  * and simple IDT entries. No IST stack, no paranoid entry checks.
349  */
350 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
351 SYM_CODE_START(\asmsym)
352         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
353         ASM_CLAC
354
355         .if \has_error_code == 0
356                 pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
357         .endif
358
359         .if \vector == X86_TRAP_BP
360                 /*
361                  * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
362                  * int3 handler to emulate a call instruction.
363                  */
364                 testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
365                 jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
366                 .rept   6
367                 pushq   5*8(%rsp)
368                 .endr
369                 UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
370 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
371         .endif
372
373         idtentry_body \cfunc \has_error_code
374
375 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
376 SYM_CODE_END(\asmsym)
377 .endm
378
379 /*
380  * Interrupt entry/exit.
381  *
382  + The interrupt stubs push (vector) onto the stack, which is the error_code
383  * position of idtentry exceptions, and jump to one of the two idtentry points
384  * (common/spurious).
385  *
386  * common_interrupt is a hotpath, align it to a cache line
387  */
388 .macro idtentry_irq vector cfunc
389         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
390         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=1
391 .endm
392
393 /*
394  * System vectors which invoke their handlers directly and are not
395  * going through the regular common device interrupt handling code.
396  */
397 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
398         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
399 .endm
400
401 /**
402  * idtentry_mce_db - Macro to generate entry stubs for #MC and #DB
403  * @vector:             Vector number
404  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
405  * @cfunc:              C function to be called
406  *
407  * The macro emits code to set up the kernel context for #MC and #DB
408  *
409  * If the entry comes from user space it uses the normal entry path
410  * including the return to user space work and preemption checks on
411  * exit.
412  *
413  * If hits in kernel mode then it needs to go through the paranoid
414  * entry as the exception can hit any random state. No preemption
415  * check on exit to keep the paranoid path simple.
416  */
417 .macro idtentry_mce_db vector asmsym cfunc
418 SYM_CODE_START(\asmsym)
419         UNWIND_HINT_IRET_REGS
420         ASM_CLAC
421
422         pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
423
424         /*
425          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
426          * a normal entry.
427          */
428         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
429         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
430
431         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
432         call    paranoid_entry
433
434         UNWIND_HINT_REGS
435
436         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
437
438         call    \cfunc
439
440         jmp     paranoid_exit
441
442         /* Switch to the regular task stack and use the noist entry point */
443 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
444         idtentry_body noist_\cfunc, has_error_code=0
445
446 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
447 SYM_CODE_END(\asmsym)
448 .endm
449
450 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
451 /**
452  * idtentry_vc - Macro to generate entry stub for #VC
453  * @vector:             Vector number
454  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
455  * @cfunc:              C function to be called
456  *
457  * The macro emits code to set up the kernel context for #VC. The #VC handler
458  * runs on an IST stack and needs to be able to cause nested #VC exceptions.
459  *
460  * To make this work the #VC entry code tries its best to pretend it doesn't use
461  * an IST stack by switching to the task stack if coming from user-space (which
462  * includes early SYSCALL entry path) or back to the stack in the IRET frame if
463  * entered from kernel-mode.
464  *
465  * If entered from kernel-mode the return stack is validated first, and if it is
466  * not safe to use (e.g. because it points to the entry stack) the #VC handler
467  * will switch to a fall-back stack (VC2) and call a special handler function.
468  *
469  * The macro is only used for one vector, but it is planned to be extended in
470  * the future for the #HV exception.
471  */
472 .macro idtentry_vc vector asmsym cfunc
473 SYM_CODE_START(\asmsym)
474         UNWIND_HINT_IRET_REGS
475         ASM_CLAC
476
477         /*
478          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
479          * a normal entry.
480          */
481         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
482         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
483
484         /*
485          * paranoid_entry returns SWAPGS flag for paranoid_exit in EBX.
486          * EBX == 0 -> SWAPGS, EBX == 1 -> no SWAPGS
487          */
488         call    paranoid_entry
489
490         UNWIND_HINT_REGS
491
492         /*
493          * Switch off the IST stack to make it free for nested exceptions. The
494          * vc_switch_off_ist() function will switch back to the interrupted
495          * stack if it is safe to do so. If not it switches to the VC fall-back
496          * stack.
497          */
498         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
499         call    vc_switch_off_ist
500         movq    %rax, %rsp              /* Switch to new stack */
501
502         ENCODE_FRAME_POINTER
503         UNWIND_HINT_REGS
504
505         /* Update pt_regs */
506         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
507         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
508
509         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
510
511         call    kernel_\cfunc
512
513         /*
514          * No need to switch back to the IST stack. The current stack is either
515          * identical to the stack in the IRET frame or the VC fall-back stack,
516          * so it is definitely mapped even with PTI enabled.
517          */
518         jmp     paranoid_exit
519
520         /* Switch to the regular task stack */
521 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
522         idtentry_body user_\cfunc, has_error_code=1
523
524 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
525 SYM_CODE_END(\asmsym)
526 .endm
527 #endif
528
529 /*
530  * Double fault entry. Straight paranoid. No checks from which context
531  * this comes because for the espfix induced #DF this would do the wrong
532  * thing.
533  */
534 .macro idtentry_df vector asmsym cfunc
535 SYM_CODE_START(\asmsym)
536         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
537         ASM_CLAC
538
539         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
540         call    paranoid_entry
541         UNWIND_HINT_REGS
542
543         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer into first argument */
544         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
545         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
546         call    \cfunc
547
548         jmp     paranoid_exit
549
550 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
551 SYM_CODE_END(\asmsym)
552 .endm
553
554 /*
555  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
556  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
557  * so the stacktrace boundary checks work.
558  */
559         .align 16
560         .globl __irqentry_text_start
561 __irqentry_text_start:
562
563 #include <asm/idtentry.h>
564
565         .align 16
566         .globl __irqentry_text_end
567 __irqentry_text_end:
568
569 SYM_CODE_START_LOCAL(common_interrupt_return)
570 SYM_INNER_LABEL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode, SYM_L_GLOBAL)
571 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
572         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
573         testb   $3, CS(%rsp)
574         jnz     1f
575         ud2
576 1:
577 #endif
578 #ifdef CONFIG_XEN_PV
579         ALTERNATIVE "", "jmp xenpv_restore_regs_and_return_to_usermode", X86_FEATURE_XENPV
580 #endif
581
582         POP_REGS pop_rdi=0
583
584         /*
585          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
586          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
587          */
588         movq    %rsp, %rdi
589         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
590         UNWIND_HINT_EMPTY
591
592         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
593         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
594         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
595         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
596         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
597         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
598
599         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
600         pushq   (%rdi)
601
602         /*
603          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
604          * We can do future final exit work right here.
605          */
606         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
607
608         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
609
610         /* Restore RDI. */
611         popq    %rdi
612         SWAPGS
613         INTERRUPT_RETURN
614
615
616 SYM_INNER_LABEL(restore_regs_and_return_to_kernel, SYM_L_GLOBAL)
617 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
618         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
619         testb   $3, CS(%rsp)
620         jz      1f
621         ud2
622 1:
623 #endif
624         POP_REGS
625         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
626         /*
627          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
628          * when returning from IPI handler.
629          */
630         INTERRUPT_RETURN
631
632 SYM_INNER_LABEL_ALIGN(native_iret, SYM_L_GLOBAL)
633         UNWIND_HINT_IRET_REGS
634         /*
635          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
636          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
637          */
638 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
639         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
640         jnz     native_irq_return_ldt
641 #endif
642
643 SYM_INNER_LABEL(native_irq_return_iret, SYM_L_GLOBAL)
644         /*
645          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
646          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
647          * Double-faults due to espfix64 are handled in exc_double_fault.
648          * Other faults here are fatal.
649          */
650         iretq
651
652 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
653 native_irq_return_ldt:
654         /*
655          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
656          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
657          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
658          * of the ESPFIX stack.
659          *
660          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
661          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
662          *
663          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
664          *
665          * --- top of ESPFIX stack ---
666          * SS
667          * RSP
668          * RFLAGS
669          * CS
670          * RIP  <-- RSP points here when we're done
671          * RAX  <-- espfix_waddr points here
672          * --- bottom of ESPFIX stack ---
673          */
674
675         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
676         swapgs                                  /* to kernel GS */
677         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
678
679         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
680         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
681         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
682         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
683         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
684         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
685         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
686         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
687         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
688         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
689         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
690         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
691         /* Now RAX == RSP. */
692
693         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
694
695         /*
696          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
697          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
698          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
699          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
700          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
701          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
702          */
703         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
704
705         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
706         swapgs                                  /* to user GS */
707         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
708
709         movq    %rax, %rsp
710         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
711
712         /*
713          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
714          * still read.
715          */
716         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
717
718         /*
719          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
720          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
721          * values.  We can now IRET back to userspace.
722          */
723         jmp     native_irq_return_iret
724 #endif
725 SYM_CODE_END(common_interrupt_return)
726 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt_return)
727
728 /*
729  * Reload gs selector with exception handling
730  * edi:  new selector
731  *
732  * Is in entry.text as it shouldn't be instrumented.
733  */
734 SYM_FUNC_START(asm_load_gs_index)
735         FRAME_BEGIN
736         swapgs
737 .Lgs_change:
738         movl    %edi, %gs
739 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
740         swapgs
741         FRAME_END
742         RET
743 SYM_FUNC_END(asm_load_gs_index)
744 EXPORT_SYMBOL(asm_load_gs_index)
745
746         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, .Lbad_gs)
747         .section .fixup, "ax"
748         /* running with kernelgs */
749 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(.Lbad_gs)
750         swapgs                                  /* switch back to user gs */
751 .macro ZAP_GS
752         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
753         movl $__USER_DS, %eax
754         movl %eax, %gs
755 .endm
756         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
757         xorl    %eax, %eax
758         movl    %eax, %gs
759         jmp     2b
760 SYM_CODE_END(.Lbad_gs)
761         .previous
762
763 #ifdef CONFIG_XEN_PV
764 /*
765  * A note on the "critical region" in our callback handler.
766  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
767  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
768  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
769  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
770  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
771  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
772  * like to avoid the possibility.
773  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
774  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
775  * activation and restart the handler using the previous one.
776  *
777  * C calling convention: exc_xen_hypervisor_callback(struct *pt_regs)
778  */
779 SYM_CODE_START_LOCAL(exc_xen_hypervisor_callback)
780
781 /*
782  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
783  * see the correct pointer to the pt_regs
784  */
785         UNWIND_HINT_FUNC
786         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
787         UNWIND_HINT_REGS
788
789         call    xen_pv_evtchn_do_upcall
790
791         jmp     error_return
792 SYM_CODE_END(exc_xen_hypervisor_callback)
793
794 /*
795  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
796  * We get here for two reasons:
797  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
798  *  2. Fault while executing IRET
799  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
800  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
801  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
802  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
803  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
804  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
805  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
806  */
807 SYM_CODE_START(xen_failsafe_callback)
808         UNWIND_HINT_EMPTY
809         movl    %ds, %ecx
810         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
811         jne     1f
812         movl    %es, %ecx
813         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
814         jne     1f
815         movl    %fs, %ecx
816         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
817         jne     1f
818         movl    %gs, %ecx
819         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
820         jne     1f
821         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
822         movq    (%rsp), %rcx
823         movq    8(%rsp), %r11
824         addq    $0x30, %rsp
825         pushq   $0                              /* RIP */
826         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
827         jmp     asm_exc_general_protection
828 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
829         movq    (%rsp), %rcx
830         movq    8(%rsp), %r11
831         addq    $0x30, %rsp
832         UNWIND_HINT_IRET_REGS
833         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
834         PUSH_AND_CLEAR_REGS
835         ENCODE_FRAME_POINTER
836         jmp     error_return
837 SYM_CODE_END(xen_failsafe_callback)
838 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
839
840 /*
841  * Save all registers in pt_regs. Return GSBASE related information
842  * in EBX depending on the availability of the FSGSBASE instructions:
843  *
844  * FSGSBASE     R/EBX
845  *     N        0 -> SWAPGS on exit
846  *              1 -> no SWAPGS on exit
847  *
848  *     Y        GSBASE value at entry, must be restored in paranoid_exit
849  */
850 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_entry)
851         UNWIND_HINT_FUNC
852         cld
853         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
854         ENCODE_FRAME_POINTER 8
855
856         /*
857          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
858          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
859          * another entry that already switched to the user CR3 value
860          * but has not yet returned to userspace.
861          *
862          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
863          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
864          * to kernel code, but with a user CR3 value.
865          *
866          * Switching CR3 does not depend on kernel GSBASE so it can
867          * be done before switching to the kernel GSBASE. This is
868          * required for FSGSBASE because the kernel GSBASE has to
869          * be retrieved from a kernel internal table.
870          */
871         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
872
873         /*
874          * Handling GSBASE depends on the availability of FSGSBASE.
875          *
876          * Without FSGSBASE the kernel enforces that negative GSBASE
877          * values indicate kernel GSBASE. With FSGSBASE no assumptions
878          * can be made about the GSBASE value when entering from user
879          * space.
880          */
881         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_entry_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
882
883         /*
884          * Read the current GSBASE and store it in %rbx unconditionally,
885          * retrieve and set the current CPUs kernel GSBASE. The stored value
886          * has to be restored in paranoid_exit unconditionally.
887          *
888          * The unconditional write to GS base below ensures that no subsequent
889          * loads based on a mispredicted GS base can happen, therefore no LFENCE
890          * is needed here.
891          */
892         SAVE_AND_SET_GSBASE scratch_reg=%rax save_reg=%rbx
893         RET
894
895 .Lparanoid_entry_checkgs:
896         /* EBX = 1 -> kernel GSBASE active, no restore required */
897         movl    $1, %ebx
898
899         /*
900          * The kernel-enforced convention is a negative GSBASE indicates
901          * a kernel value. No SWAPGS needed on entry and exit.
902          */
903         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
904         rdmsr
905         testl   %edx, %edx
906         js      .Lparanoid_kernel_gsbase
907
908         /* EBX = 0 -> SWAPGS required on exit */
909         xorl    %ebx, %ebx
910         swapgs
911 .Lparanoid_kernel_gsbase:
912
913         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
914         RET
915 SYM_CODE_END(paranoid_entry)
916
917 /*
918  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
919  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
920  * from kernel space.
921  *
922  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
923  * in syscall entry), so checking for preemption here would
924  * be complicated.  Fortunately, there's no good reason to try
925  * to handle preemption here.
926  *
927  * R/EBX contains the GSBASE related information depending on the
928  * availability of the FSGSBASE instructions:
929  *
930  * FSGSBASE     R/EBX
931  *     N        0 -> SWAPGS on exit
932  *              1 -> no SWAPGS on exit
933  *
934  *     Y        User space GSBASE, must be restored unconditionally
935  */
936 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_exit)
937         UNWIND_HINT_REGS
938         /*
939          * The order of operations is important. RESTORE_CR3 requires
940          * kernel GSBASE.
941          *
942          * NB to anyone to try to optimize this code: this code does
943          * not execute at all for exceptions from user mode. Those
944          * exceptions go through error_exit instead.
945          */
946         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rax save_reg=%r14
947
948         /* Handle the three GSBASE cases */
949         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_exit_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
950
951         /* With FSGSBASE enabled, unconditionally restore GSBASE */
952         wrgsbase        %rbx
953         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
954
955 .Lparanoid_exit_checkgs:
956         /* On non-FSGSBASE systems, conditionally do SWAPGS */
957         testl           %ebx, %ebx
958         jnz             restore_regs_and_return_to_kernel
959
960         /* We are returning to a context with user GSBASE */
961         swapgs
962         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
963 SYM_CODE_END(paranoid_exit)
964
965 /*
966  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
967  */
968 SYM_CODE_START_LOCAL(error_entry)
969         UNWIND_HINT_FUNC
970         cld
971         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
972         ENCODE_FRAME_POINTER 8
973         testb   $3, CS+8(%rsp)
974         jz      .Lerror_kernelspace
975
976         /*
977          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
978          * from user mode due to an IRET fault.
979          */
980         SWAPGS
981         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
982         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
983         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
984
985 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
986         /* Put us onto the real thread stack. */
987         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
988         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
989         call    sync_regs
990         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
991         ENCODE_FRAME_POINTER
992         pushq   %r12
993         RET
994
995         /*
996          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
997          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
998          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
999          * for these here too.
1000          */
1001 .Lerror_kernelspace:
1002         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1003         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1004         je      .Lerror_bad_iret
1005         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1006         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1007         je      .Lbstep_iret
1008         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1009         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1010
1011         /*
1012          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1013          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1014          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1015          */
1016         SWAPGS
1017
1018         /*
1019          * Issue an LFENCE to prevent GS speculation, regardless of whether it is a
1020          * kernel or user gsbase.
1021          */
1022 .Lerror_entry_done_lfence:
1023         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1024         RET
1025
1026 .Lbstep_iret:
1027         /* Fix truncated RIP */
1028         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1029         /* fall through */
1030
1031 .Lerror_bad_iret:
1032         /*
1033          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1034          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1035          */
1036         SWAPGS
1037         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1038         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1039
1040         /*
1041          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1042          * as if we faulted immediately after IRET.
1043          */
1044         mov     %rsp, %rdi
1045         call    fixup_bad_iret
1046         mov     %rax, %rsp
1047         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1048 SYM_CODE_END(error_entry)
1049
1050 SYM_CODE_START_LOCAL(error_return)
1051         UNWIND_HINT_REGS
1052         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
1053         testb   $3, CS(%rsp)
1054         jz      restore_regs_and_return_to_kernel
1055         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1056 SYM_CODE_END(error_return)
1057
1058 /*
1059  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1060  * so we can use real assembly here.
1061  *
1062  * Registers:
1063  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1064  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1065  */
1066 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1067         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1068
1069         /*
1070          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1071          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1072          * This means that we can have nested NMIs where the next
1073          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1074          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1075          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1076          * anyway.
1077          *
1078          * To handle this case we do the following:
1079          *  Check the a special location on the stack that contains
1080          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1081          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1082          *  is an NMI stack.
1083          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1084          *  stack then:
1085          *    o Set the special variable on the stack
1086          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1087          *      stack
1088          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1089          *    o Continue processing the NMI
1090          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1091          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1092          *    o return back to the first NMI
1093          *
1094          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1095          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1096          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1097          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1098          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1099          * NMI.
1100          *
1101          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1102          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1103          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1104          * other IST entries.
1105          */
1106
1107         ASM_CLAC
1108
1109         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1110         pushq   %rdx
1111
1112         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1113         jz      .Lnmi_from_kernel
1114
1115         /*
1116          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1117          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1118          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1119          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1120          * are off.
1121          *
1122          * We also must not push anything to the stack before switching
1123          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1124          */
1125
1126         swapgs
1127         cld
1128         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1129         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1130         movq    %rsp, %rdx
1131         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1132         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1133         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1134         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1135         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1136         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1137         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1138         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1139         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1140         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1141         ENCODE_FRAME_POINTER
1142
1143         /*
1144          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1145          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1146          * done with the NMI stack.
1147          */
1148
1149         movq    %rsp, %rdi
1150         movq    $-1, %rsi
1151         call    exc_nmi
1152
1153         /*
1154          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1155          * work, because we don't want to enable interrupts.
1156          */
1157         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1158
1159 .Lnmi_from_kernel:
1160         /*
1161          * Here's what our stack frame will look like:
1162          * +---------------------------------------------------------+
1163          * | original SS                                             |
1164          * | original Return RSP                                     |
1165          * | original RFLAGS                                         |
1166          * | original CS                                             |
1167          * | original RIP                                            |
1168          * +---------------------------------------------------------+
1169          * | temp storage for rdx                                    |
1170          * +---------------------------------------------------------+
1171          * | "NMI executing" variable                                |
1172          * +---------------------------------------------------------+
1173          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1174          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1175          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1176          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1177          * | iret RIP         }                                      |
1178          * +---------------------------------------------------------+
1179          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1180          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1181          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1182          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1183          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1184          * +---------------------------------------------------------+
1185          * | pt_regs                                                 |
1186          * +---------------------------------------------------------+
1187          *
1188          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1189          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1190          * space for the asm code here.
1191          *
1192          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1193          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1194          * processing.
1195          *
1196          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1197          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1198          * frame pointing to the final return target.
1199          */
1200
1201         /*
1202          * Determine whether we're a nested NMI.
1203          *
1204          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1205          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1206          * modify the "iret" frame because it's being written by
1207          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1208          * about to about to call exc_nmi() anyway, so we can just
1209          * resume the outer NMI.
1210          */
1211
1212         movq    $repeat_nmi, %rdx
1213         cmpq    8(%rsp), %rdx
1214         ja      1f
1215         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1216         cmpq    8(%rsp), %rdx
1217         ja      nested_nmi_out
1218 1:
1219
1220         /*
1221          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1222          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1223          * before IRET.
1224          */
1225         cmpl    $1, -8(%rsp)
1226         je      nested_nmi
1227
1228         /*
1229          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1230          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1231          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1232          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1233          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1234          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1235          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1236          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1237          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1238          * "NMI executing".
1239          */
1240         lea     6*8(%rsp), %rdx
1241         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1242         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1243         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1244         ja      first_nmi
1245
1246         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1247         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1248         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1249         jb      first_nmi
1250
1251         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1252
1253         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1254         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1255
1256         /* This is a nested NMI. */
1257
1258 nested_nmi:
1259         /*
1260          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1261          * iteration of NMI handling.
1262          */
1263         subq    $8, %rsp
1264         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1265         pushq   $__KERNEL_DS
1266         pushq   %rdx
1267         pushfq
1268         pushq   $__KERNEL_CS
1269         pushq   $repeat_nmi
1270
1271         /* Put stack back */
1272         addq    $(6*8), %rsp
1273
1274 nested_nmi_out:
1275         popq    %rdx
1276
1277         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1278         iretq
1279
1280 first_nmi:
1281         /* Restore rdx. */
1282         movq    (%rsp), %rdx
1283
1284         /* Make room for "NMI executing". */
1285         pushq   $0
1286
1287         /* Leave room for the "iret" frame */
1288         subq    $(5*8), %rsp
1289
1290         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1291         .rept 5
1292         pushq   11*8(%rsp)
1293         .endr
1294         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1295
1296         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1297
1298 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1299         /*
1300          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1301          * default because IRET is very expensive.
1302          */
1303         pushq   $0              /* SS */
1304         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1305         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1306         pushfq                  /* RFLAGS */
1307         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1308         pushq   $1f             /* RIP */
1309         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1310         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1311 1:
1312 #endif
1313
1314 repeat_nmi:
1315         /*
1316          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1317          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1318          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1319          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1320          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1321          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1322          * NMI will update.
1323          *
1324          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1325          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1326          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1327          * gsbase if needed before we call exc_nmi().  "NMI executing"
1328          * is zero.
1329          */
1330         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1331
1332         /*
1333          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1334          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1335          * it or it will end up containing garbage.
1336          */
1337         addq    $(10*8), %rsp
1338         .rept 5
1339         pushq   -6*8(%rsp)
1340         .endr
1341         subq    $(5*8), %rsp
1342 end_repeat_nmi:
1343
1344         /*
1345          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1346          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1347          * frame to point back to repeat_nmi.
1348          */
1349         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1350
1351         /*
1352          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1353          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1354          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1355          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1356          * exceptions might do.
1357          */
1358         call    paranoid_entry
1359         UNWIND_HINT_REGS
1360
1361         movq    %rsp, %rdi
1362         movq    $-1, %rsi
1363         call    exc_nmi
1364
1365         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1366         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1367
1368         /*
1369          * The above invocation of paranoid_entry stored the GSBASE
1370          * related information in R/EBX depending on the availability
1371          * of FSGSBASE.
1372          *
1373          * If FSGSBASE is enabled, restore the saved GSBASE value
1374          * unconditionally, otherwise take the conditional SWAPGS path.
1375          */
1376         ALTERNATIVE "jmp nmi_no_fsgsbase", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1377
1378         wrgsbase        %rbx
1379         jmp     nmi_restore
1380
1381 nmi_no_fsgsbase:
1382         /* EBX == 0 -> invoke SWAPGS */
1383         testl   %ebx, %ebx
1384         jnz     nmi_restore
1385
1386 nmi_swapgs:
1387         swapgs
1388
1389 nmi_restore:
1390         POP_REGS
1391
1392         /*
1393          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1394          * at the "iret" frame.
1395          */
1396         addq    $6*8, %rsp
1397
1398         /*
1399          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1400          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1401          * the SYSCALL entry and exit paths.
1402          *
1403          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1404          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1405          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1406          */
1407         std
1408         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1409
1410         /*
1411          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1412          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1413          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1414          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1415          */
1416         iretq
1417 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1418
1419 #ifndef CONFIG_IA32_EMULATION
1420 /*
1421  * This handles SYSCALL from 32-bit code.  There is no way to program
1422  * MSRs to fully disable 32-bit SYSCALL.
1423  */
1424 SYM_CODE_START(ignore_sysret)
1425         UNWIND_HINT_EMPTY
1426         mov     $-ENOSYS, %eax
1427         sysretl
1428 SYM_CODE_END(ignore_sysret)
1429 #endif
1430
1431 .pushsection .text, "ax"
1432 SYM_CODE_START(rewind_stack_do_exit)
1433         UNWIND_HINT_FUNC
1434         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1435         xorl    %ebp, %ebp
1436
1437         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1438         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1439         UNWIND_HINT_REGS
1440
1441         call    do_exit
1442 SYM_CODE_END(rewind_stack_do_exit)
1443 .popsection