GNU Linux-libre 4.14.319-gnu1
[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.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_IRETQ
57 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
58         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
59         jnc     1f
60         TRACE_IRQS_ON
61 1:
62 #endif
63 .endm
64
65 /*
66  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
67  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
68  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
69  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
70  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
71  *
72  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
73  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
74  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
75  */
76 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
77
78 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
79         call    debug_stack_set_zero
80         TRACE_IRQS_OFF
81         call    debug_stack_reset
82 .endm
83
84 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
85         call    debug_stack_set_zero
86         TRACE_IRQS_ON
87         call    debug_stack_reset
88 .endm
89
90 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
91         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
92         jnc     1f
93         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
94 1:
95 .endm
96
97 #else
98 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
99 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
100 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
101 #endif
102
103 /*
104  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
105  *
106  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
107  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
108  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
109  * available when SYSCALL is used.
110  *
111  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
112  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
113  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
114  * clock_gettimeofday fallback.
115  *
116  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
117  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
118  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
119  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
120  * and does not change rsp.
121  *
122  * Registers on entry:
123  * rax  system call number
124  * rcx  return address
125  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
126  * rdi  arg0
127  * rsi  arg1
128  * rdx  arg2
129  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
130  * r8   arg4
131  * r9   arg5
132  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
133  *
134  * Only called from user space.
135  *
136  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
137  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
138  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
139  */
140
141         .pushsection .entry_trampoline, "ax"
142
143 /*
144  * The code in here gets remapped into cpu_entry_area's trampoline.  This means
145  * that the assembler and linker have the wrong idea as to where this code
146  * lives (and, in fact, it's mapped more than once, so it's not even at a
147  * fixed address).  So we can't reference any symbols outside the entry
148  * trampoline and expect it to work.
149  *
150  * Instead, we carefully abuse %rip-relative addressing.
151  * _entry_trampoline(%rip) refers to the start of the remapped) entry
152  * trampoline.  We can thus find cpu_entry_area with this macro:
153  */
154
155 #define CPU_ENTRY_AREA \
156         _entry_trampoline - CPU_ENTRY_AREA_entry_trampoline(%rip)
157
158 /* The top word of the SYSENTER stack is hot and is usable as scratch space. */
159 #define RSP_SCRATCH     CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + \
160                         SIZEOF_entry_stack - 8 + CPU_ENTRY_AREA
161
162 ENTRY(entry_SYSCALL_64_trampoline)
163         UNWIND_HINT_EMPTY
164         swapgs
165
166         /* Stash the user RSP. */
167         movq    %rsp, RSP_SCRATCH
168
169         /* Note: using %rsp as a scratch reg. */
170         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
171
172         /* Load the top of the task stack into RSP */
173         movq    CPU_ENTRY_AREA_tss + TSS_sp1 + CPU_ENTRY_AREA, %rsp
174
175         /* Start building the simulated IRET frame. */
176         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
177         pushq   RSP_SCRATCH                     /* pt_regs->sp */
178         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
179         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
180         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
181
182         /*
183          * x86 lacks a near absolute jump, and we can't jump to the real
184          * entry text with a relative jump.  We could push the target
185          * address and then use retq, but this destroys the pipeline on
186          * many CPUs (wasting over 20 cycles on Sandy Bridge).  Instead,
187          * spill RDI and restore it in a second-stage trampoline.
188          */
189         pushq   %rdi
190         movq    $entry_SYSCALL_64_stage2, %rdi
191         JMP_NOSPEC %rdi
192 END(entry_SYSCALL_64_trampoline)
193
194         .popsection
195
196 ENTRY(entry_SYSCALL_64_stage2)
197         UNWIND_HINT_EMPTY
198         popq    %rdi
199         jmp     entry_SYSCALL_64_after_hwframe
200 END(entry_SYSCALL_64_stage2)
201
202 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
203         UNWIND_HINT_EMPTY
204         /*
205          * Interrupts are off on entry.
206          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
207          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
208          */
209
210         swapgs
211         /*
212          * This path is only taken when PAGE_TABLE_ISOLATION is disabled so it
213          * is not required to switch CR3.
214          */
215         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
216         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
217
218         /* Construct struct pt_regs on stack */
219         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
220         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
221         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
222         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
223         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
224 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
225         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
226
227         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
228
229         TRACE_IRQS_OFF
230
231         /* IRQs are off. */
232         movq    %rsp, %rdi
233
234         /* clobbers %rax, make sure it is after saving the syscall nr */
235         IBRS_ENTER
236
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         IBRS_EXIT
309         POP_REGS pop_rdi=0
310
311         /*
312          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
313          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
314          */
315         movq    %rsp, %rdi
316         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
317         UNWIND_HINT_EMPTY
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         pushfq
350
351         /* switch stack */
352         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
353         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
354
355 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
356         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
357         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
358 #endif
359
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         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
368
369         /* restore callee-saved registers */
370         popfq
371         popq    %r15
372         popq    %r14
373         popq    %r13
374         popq    %r12
375         popq    %rbx
376         popq    %rbp
377
378         jmp     __switch_to
379 END(__switch_to_asm)
380
381 /*
382  * A newly forked process directly context switches into this address.
383  *
384  * rax: prev task we switched from
385  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
386  * r12: kernel thread arg
387  */
388 ENTRY(ret_from_fork)
389         UNWIND_HINT_EMPTY
390         movq    %rax, %rdi
391         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
392
393         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
394         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
395
396 2:
397         UNWIND_HINT_REGS
398         movq    %rsp, %rdi
399         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
400         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
401         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
402
403 1:
404         /* kernel thread */
405         movq    %r12, %rdi
406         CALL_NOSPEC %rbx
407         /*
408          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
409          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
410          * syscall.
411          */
412         movq    $0, RAX(%rsp)
413         jmp     2b
414 END(ret_from_fork)
415
416 /*
417  * Build the entry stubs with some assembler magic.
418  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
419  */
420         .align 8
421 ENTRY(irq_entries_start)
422     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
423     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
424         UNWIND_HINT_IRET_REGS
425         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
426         jmp     common_interrupt
427         .align  8
428         vector=vector+1
429     .endr
430 END(irq_entries_start)
431
432 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
433 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
434         pushq %rax
435         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
436         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
437         jz .Lokay_\@
438         ud2
439 .Lokay_\@:
440         popq %rax
441 #endif
442 .endm
443
444 /*
445  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
446  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
447  * Requires kernel GSBASE.
448  *
449  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
450  */
451 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
452         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
453         movq    %rsp, \old_rsp
454
455         .if \regs
456         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
457         .endif
458
459         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
460         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
461
462         /*
463          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
464          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
465          *
466          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
467          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
468          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
469          * handler.
470          *
471          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
472          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
473          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
474          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
475          */
476
477         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
478         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
479
480 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
481         /*
482          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
483          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
484          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
485          * of bug quickly.
486          */
487         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
488         je      .Lirq_stack_okay\@
489         ud2
490         .Lirq_stack_okay\@:
491 #endif
492
493 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
494         pushq   \old_rsp
495
496         .if \regs
497         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
498         .endif
499 .endm
500
501 /*
502  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
503  */
504 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
505         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
506         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
507         popq    %rsp
508
509         .if \regs
510         UNWIND_HINT_REGS
511         .endif
512
513         /*
514          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
515          * the irq stack but we're not on it.
516          */
517
518         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
519 .endm
520
521 /*
522  * Interrupt entry/exit.
523  *
524  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
525  *
526  * Entry runs with interrupts off.
527  */
528
529 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
530         .macro interrupt func
531         cld
532
533         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
534         jz      1f
535         SWAPGS
536         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
537         call    switch_to_thread_stack
538         jmp     2f
539 1:
540         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
541 2:
542         PUSH_AND_CLEAR_REGS
543         ENCODE_FRAME_POINTER
544
545         testb   $3, CS(%rsp)
546         jz      1f
547
548         /*
549          * IRQ from user mode.
550          *
551          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
552          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
553          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
554          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
555          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
556          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
557          */
558         TRACE_IRQS_OFF
559
560         CALL_enter_from_user_mode
561
562 1:
563         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
564         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
565         TRACE_IRQS_OFF
566
567         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
568         .endm
569
570         /*
571          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
572          * then jump to common_interrupt.
573          */
574         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
575 common_interrupt:
576         ASM_CLAC
577         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
578         interrupt do_IRQ
579         /* 0(%rsp): old RSP */
580 ret_from_intr:
581         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
582         TRACE_IRQS_OFF
583
584         LEAVE_IRQ_STACK
585
586         testb   $3, CS(%rsp)
587         jz      retint_kernel
588
589         /* Interrupt came from user space */
590 GLOBAL(retint_user)
591         mov     %rsp,%rdi
592         call    prepare_exit_to_usermode
593         TRACE_IRQS_IRETQ
594
595 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
596         IBRS_EXIT
597 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
598         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
599         testb   $3, CS(%rsp)
600         jnz     1f
601         ud2
602 1:
603 #endif
604         POP_REGS pop_rdi=0
605
606         /*
607          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
608          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
609          */
610         movq    %rsp, %rdi
611         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
612         UNWIND_HINT_EMPTY
613
614         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
615         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
616         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
617         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
618         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
619         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
620
621         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
622         pushq   (%rdi)
623
624         /*
625          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
626          * We can do future final exit work right here.
627          */
628
629         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
630
631         /* Restore RDI. */
632         popq    %rdi
633         SWAPGS
634         INTERRUPT_RETURN
635
636
637 /* Returning to kernel space */
638 retint_kernel:
639 #ifdef CONFIG_PREEMPT
640         /* Interrupts are off */
641         /* Check if we need preemption */
642         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
643         jnc     1f
644 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
645         jnz     1f
646         call    preempt_schedule_irq
647         jmp     0b
648 1:
649 #endif
650         /*
651          * The iretq could re-enable interrupts:
652          */
653         TRACE_IRQS_IRETQ
654
655 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
656 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
657         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
658         testb   $3, CS(%rsp)
659         jz      1f
660         ud2
661 1:
662 #endif
663         POP_REGS
664         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
665         INTERRUPT_RETURN
666
667 ENTRY(native_iret)
668         UNWIND_HINT_IRET_REGS
669         /*
670          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
671          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
672          */
673 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
674         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
675         jnz     native_irq_return_ldt
676 #endif
677
678 .global native_irq_return_iret
679 native_irq_return_iret:
680         /*
681          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
682          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
683          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
684          * Other faults here are fatal.
685          */
686         iretq
687
688 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
689 native_irq_return_ldt:
690         /*
691          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
692          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
693          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
694          * of the ESPFIX stack.
695          *
696          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
697          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
698          *
699          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
700          *
701          * --- top of ESPFIX stack ---
702          * SS
703          * RSP
704          * RFLAGS
705          * CS
706          * RIP  <-- RSP points here when we're done
707          * RAX  <-- espfix_waddr points here
708          * --- bottom of ESPFIX stack ---
709          */
710
711         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
712         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
713         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
714
715         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
716         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
717         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
718         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
719         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
720         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
721         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
722         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
723         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
724         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
725         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
726         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
727         /* Now RAX == RSP. */
728
729         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
730
731         /*
732          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
733          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
734          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
735          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
736          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
737          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
738          */
739         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
740
741         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
742         SWAPGS                                  /* to user GS */
743         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
744
745         movq    %rax, %rsp
746         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
747
748         /*
749          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
750          * still read.
751          */
752         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
753
754         /*
755          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
756          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
757          * values.  We can now IRET back to userspace.
758          */
759         jmp     native_irq_return_iret
760 #endif
761 END(common_interrupt)
762
763 /*
764  * APIC interrupts.
765  */
766 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
767 ENTRY(\sym)
768         UNWIND_HINT_IRET_REGS
769         ASM_CLAC
770         pushq   $~(\num)
771 .Lcommon_\sym:
772         interrupt \do_sym
773         jmp     ret_from_intr
774 END(\sym)
775 .endm
776
777 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
778 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
779 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
780
781 .macro apicinterrupt num sym do_sym
782 PUSH_SECTION_IRQENTRY
783 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
784 POP_SECTION_IRQENTRY
785 .endm
786
787 #ifdef CONFIG_SMP
788 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
789 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
790 #endif
791
792 #ifdef CONFIG_X86_UV
793 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
794 #endif
795
796 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
797 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
798
799 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
800 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
801 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
802 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
803 #endif
804
805 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
806 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
807 #endif
808
809 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
810 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
811 #endif
812
813 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
814 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
815 #endif
816
817 #ifdef CONFIG_SMP
818 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
819 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
820 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
821 #endif
822
823 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
824 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
825
826 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
827 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
828 #endif
829
830 /*
831  * Exception entry points.
832  */
833 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
834
835 /*
836  * Switch to the thread stack.  This is called with the IRET frame and
837  * orig_ax on the stack.  (That is, RDI..R12 are not on the stack and
838  * space has not been allocated for them.)
839  */
840 ENTRY(switch_to_thread_stack)
841         UNWIND_HINT_FUNC
842
843         pushq   %rdi
844         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
845         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
846         movq    %rsp, %rdi
847         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
848         UNWIND_HINT sp_offset=16 sp_reg=ORC_REG_DI
849
850         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
851         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
852         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
853         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
854         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
855         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
856         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
857         UNWIND_HINT_FUNC
858
859         movq    (%rdi), %rdi
860         ret
861 END(switch_to_thread_stack)
862
863 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1 create_gap=0
864 ENTRY(\sym)
865         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
866
867         /* Sanity check */
868         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
869         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
870         .endif
871
872         ASM_CLAC
873
874         .if \has_error_code == 0
875         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
876         .endif
877
878         .if \paranoid < 2
879         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
880         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
881         .endif
882
883         .if \create_gap == 1
884         /*
885          * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
886          * int3 handler to emulate a call instruction.
887          */
888         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
889         jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
890         .rept   6
891         pushq   5*8(%rsp)
892         .endr
893         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
894 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
895         .endif
896
897         .if \paranoid
898         call    paranoid_entry
899         .else
900         call    error_entry
901         .endif
902         UNWIND_HINT_REGS
903         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
904
905         .if \paranoid
906         .if \shift_ist != -1
907         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
908         .else
909         TRACE_IRQS_OFF
910         .endif
911         .endif
912
913         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
914
915         .if \has_error_code
916         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
917         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
918         .else
919         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
920         .endif
921
922         .if \shift_ist != -1
923         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
924         .endif
925
926         call    \do_sym
927
928         .if \shift_ist != -1
929         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
930         .endif
931
932         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
933         .if \paranoid
934         jmp     paranoid_exit
935         .else
936         jmp     error_exit
937         .endif
938
939         .if \paranoid < 2
940         /*
941          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
942          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
943          * run in real process context if user_mode(regs).
944          */
945 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
946         call    error_entry
947
948         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
949
950         .if \has_error_code
951         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
952         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
953         .else
954         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
955         .endif
956
957         call    \do_sym
958
959         jmp     error_exit
960         .endif
961 END(\sym)
962 .endm
963
964 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
965 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
966 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
967 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
968 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
969 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
970 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
971 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
972 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
973 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
974 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
975 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
976 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
977
978
979         /*
980          * Reload gs selector with exception handling
981          * edi:  new selector
982          */
983 ENTRY(native_load_gs_index)
984         FRAME_BEGIN
985         pushfq
986         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
987         SWAPGS
988 .Lgs_change:
989         movl    %edi, %gs
990 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
991         SWAPGS
992         popfq
993         FRAME_END
994         ret
995 ENDPROC(native_load_gs_index)
996 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
997
998         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
999         .section .fixup, "ax"
1000         /* running with kernelgs */
1001 bad_gs:
1002         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1003 .macro ZAP_GS
1004         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1005         movl $__USER_DS, %eax
1006         movl %eax, %gs
1007 .endm
1008         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1009         xorl    %eax, %eax
1010         movl    %eax, %gs
1011         jmp     2b
1012         .previous
1013
1014 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1015 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1016         pushq   %rbp
1017         mov     %rsp, %rbp
1018         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1019         call    __do_softirq
1020         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1021         leaveq
1022         ret
1023 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1024
1025 #ifdef CONFIG_XEN
1026 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1027
1028 /*
1029  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1030  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1031  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1032  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1033  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1034  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1035  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1036  * like to avoid the possibility.
1037  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1038  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1039  * activation and restart the handler using the previous one.
1040  */
1041 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1042
1043 /*
1044  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1045  * see the correct pointer to the pt_regs
1046  */
1047         UNWIND_HINT_FUNC
1048         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1049         UNWIND_HINT_REGS
1050
1051         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1052         call    xen_evtchn_do_upcall
1053         LEAVE_IRQ_STACK
1054
1055 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1056         call    xen_maybe_preempt_hcall
1057 #endif
1058         jmp     error_exit
1059 END(xen_do_hypervisor_callback)
1060
1061 /*
1062  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1063  * We get here for two reasons:
1064  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1065  *  2. Fault while executing IRET
1066  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1067  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1068  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1069  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1070  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1071  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1072  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1073  */
1074 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1075         UNWIND_HINT_EMPTY
1076         movl    %ds, %ecx
1077         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1078         jne     1f
1079         movl    %es, %ecx
1080         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1081         jne     1f
1082         movl    %fs, %ecx
1083         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1084         jne     1f
1085         movl    %gs, %ecx
1086         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1087         jne     1f
1088         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1089         movq    (%rsp), %rcx
1090         movq    8(%rsp), %r11
1091         addq    $0x30, %rsp
1092         pushq   $0                              /* RIP */
1093         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1094         jmp     general_protection
1095 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1096         movq    (%rsp), %rcx
1097         movq    8(%rsp), %r11
1098         addq    $0x30, %rsp
1099         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1100         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1101         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1102         ENCODE_FRAME_POINTER
1103         jmp     error_exit
1104 END(xen_failsafe_callback)
1105
1106 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1107         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1108
1109 #endif /* CONFIG_XEN */
1110
1111 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1112 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1113         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1114 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1115
1116 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1117 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        create_gap=1
1118 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1119
1120 #ifdef CONFIG_XEN
1121 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1122 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1123 #endif
1124
1125 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1126 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1127
1128 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1129 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1130 #endif
1131
1132 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1133 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1134 #endif
1135
1136 /*
1137  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1138  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1139  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1140  *
1141  * R14 - old CR3
1142  * R15 - old SPEC_CTRL
1143  */
1144 ENTRY(paranoid_entry)
1145         UNWIND_HINT_FUNC
1146         cld
1147         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1148         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1149         movl    $1, %ebx
1150         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1151         rdmsr
1152         testl   %edx, %edx
1153         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1154         SWAPGS
1155         xorl    %ebx, %ebx
1156
1157 1:
1158         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1159         /*
1160          * The above SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 macro doesn't do an
1161          * unconditional CR3 write, even in the PTI case.  So do an lfence
1162          * to prevent GS speculation, regardless of whether PTI is enabled.
1163          */
1164         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1165
1166         /*
1167          * Once we have CR3 and %GS setup save and set SPEC_CTRL. Just like
1168          * CR3 above, keep the old value in a callee saved register.
1169          */
1170         IBRS_ENTER save_reg=%r15
1171
1172         ret
1173 END(paranoid_entry)
1174
1175 /*
1176  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1177  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1178  * from kernel space.
1179  *
1180  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1181  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1182  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1183  * to try to handle preemption here.
1184  *
1185  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1186  *
1187  * R14 - old CR3
1188  * R15 - old SPEC_CTRL
1189  */
1190 ENTRY(paranoid_exit)
1191         UNWIND_HINT_REGS
1192
1193         /*
1194          * Must restore IBRS state before both CR3 and %GS since we need access
1195          * to the per-CPU x86_spec_ctrl_shadow variable.
1196          */
1197         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1198
1199         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1200         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1201         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1202         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1203         TRACE_IRQS_IRETQ
1204         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1205         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1206         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1207 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1208         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1209         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1210 .Lparanoid_exit_restore:
1211         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1212 END(paranoid_exit)
1213
1214 /*
1215  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1216  */
1217 ENTRY(error_entry)
1218         UNWIND_HINT_FUNC
1219         cld
1220         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1221         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1222         testb   $3, CS+8(%rsp)
1223         jz      .Lerror_kernelspace
1224
1225         /*
1226          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1227          * from user mode due to an IRET fault.
1228          */
1229         SWAPGS
1230         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1231         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1232         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1233         IBRS_ENTER
1234
1235 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1236
1237         /* Put us onto the real thread stack. */
1238         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1239         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1240         call    sync_regs
1241         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1242         ENCODE_FRAME_POINTER
1243         pushq   %r12
1244
1245         /*
1246          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1247          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1248          * (which can take locks).
1249          */
1250         TRACE_IRQS_OFF
1251         CALL_enter_from_user_mode
1252         ret
1253
1254 .Lerror_entry_done_lfence:
1255         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1256 .Lerror_entry_done:
1257         TRACE_IRQS_OFF
1258         ret
1259
1260         /*
1261          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1262          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1263          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1264          * for these here too.
1265          */
1266 .Lerror_kernelspace:
1267         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1268         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1269         je      .Lerror_bad_iret
1270         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1271         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1272         je      .Lbstep_iret
1273         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1274         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1275
1276         /*
1277          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1278          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1279          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1280          */
1281         SWAPGS
1282         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1283         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1284         jmp .Lerror_entry_done
1285
1286 .Lbstep_iret:
1287         /* Fix truncated RIP */
1288         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1289         /* fall through */
1290
1291 .Lerror_bad_iret:
1292         /*
1293          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1294          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1295          */
1296         SWAPGS
1297         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1298         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1299         IBRS_ENTER
1300
1301         /*
1302          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1303          * as if we faulted immediately after IRET.
1304          */
1305         mov     %rsp, %rdi
1306         call    fixup_bad_iret
1307         mov     %rax, %rsp
1308         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1309 END(error_entry)
1310
1311 ENTRY(error_exit)
1312         UNWIND_HINT_REGS
1313         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1314         TRACE_IRQS_OFF
1315         testb   $3, CS(%rsp)
1316         jz      retint_kernel
1317         jmp     retint_user
1318 END(error_exit)
1319
1320 /*
1321  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1322  * so we can use real assembly here.
1323  *
1324  * Registers:
1325  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1326  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1327  */
1328 ENTRY(nmi)
1329         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1330
1331         /*
1332          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1333          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1334          * This means that we can have nested NMIs where the next
1335          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1336          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1337          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1338          * anyway.
1339          *
1340          * To handle this case we do the following:
1341          *  Check the a special location on the stack that contains
1342          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1343          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1344          *  is an NMI stack.
1345          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1346          *  stack then:
1347          *    o Set the special variable on the stack
1348          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1349          *      stack
1350          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1351          *    o Continue processing the NMI
1352          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1353          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1354          *    o return back to the first NMI
1355          *
1356          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1357          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1358          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1359          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1360          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1361          * NMI.
1362          *
1363          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1364          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1365          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1366          * other IST entries.
1367          */
1368
1369         ASM_CLAC
1370
1371         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1372         pushq   %rdx
1373
1374         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1375         jz      .Lnmi_from_kernel
1376
1377         /*
1378          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1379          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1380          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1381          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1382          * are off.
1383          *
1384          * We also must not push anything to the stack before switching
1385          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1386          */
1387
1388         swapgs
1389         cld
1390         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1391         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1392         movq    %rsp, %rdx
1393         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1394         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1395         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1396         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1397         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1398         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1399         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1400         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1401         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1402         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1403         ENCODE_FRAME_POINTER
1404
1405         IBRS_ENTER
1406
1407         /*
1408          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1409          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1410          * done with the NMI stack.
1411          */
1412
1413         movq    %rsp, %rdi
1414         movq    $-1, %rsi
1415         call    do_nmi
1416
1417         /*
1418          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1419          * work, because we don't want to enable interrupts.
1420          */
1421         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1422
1423 .Lnmi_from_kernel:
1424         /*
1425          * Here's what our stack frame will look like:
1426          * +---------------------------------------------------------+
1427          * | original SS                                             |
1428          * | original Return RSP                                     |
1429          * | original RFLAGS                                         |
1430          * | original CS                                             |
1431          * | original RIP                                            |
1432          * +---------------------------------------------------------+
1433          * | temp storage for rdx                                    |
1434          * +---------------------------------------------------------+
1435          * | "NMI executing" variable                                |
1436          * +---------------------------------------------------------+
1437          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1438          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1439          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1440          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1441          * | iret RIP         }                                      |
1442          * +---------------------------------------------------------+
1443          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1444          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1445          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1446          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1447          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1448          * +---------------------------------------------------------+
1449          * | pt_regs                                                 |
1450          * +---------------------------------------------------------+
1451          *
1452          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1453          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1454          * space for the asm code here.
1455          *
1456          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1457          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1458          * processing.
1459          *
1460          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1461          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1462          * frame pointing to the final return target.
1463          */
1464
1465         /*
1466          * Determine whether we're a nested NMI.
1467          *
1468          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1469          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1470          * modify the "iret" frame because it's being written by
1471          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1472          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1473          * resume the outer NMI.
1474          */
1475
1476         movq    $repeat_nmi, %rdx
1477         cmpq    8(%rsp), %rdx
1478         ja      1f
1479         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1480         cmpq    8(%rsp), %rdx
1481         ja      nested_nmi_out
1482 1:
1483
1484         /*
1485          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1486          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1487          * before IRET.
1488          */
1489         cmpl    $1, -8(%rsp)
1490         je      nested_nmi
1491
1492         /*
1493          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1494          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1495          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1496          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1497          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1498          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1499          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1500          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1501          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1502          * "NMI executing".
1503          */
1504         lea     6*8(%rsp), %rdx
1505         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1506         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1507         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1508         ja      first_nmi
1509
1510         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1511         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1512         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1513         jb      first_nmi
1514
1515         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1516
1517         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1518         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1519
1520         /* This is a nested NMI. */
1521
1522 nested_nmi:
1523         /*
1524          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1525          * iteration of NMI handling.
1526          */
1527         subq    $8, %rsp
1528         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1529         pushq   $__KERNEL_DS
1530         pushq   %rdx
1531         pushfq
1532         pushq   $__KERNEL_CS
1533         pushq   $repeat_nmi
1534
1535         /* Put stack back */
1536         addq    $(6*8), %rsp
1537
1538 nested_nmi_out:
1539         popq    %rdx
1540
1541         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1542         iretq
1543
1544 first_nmi:
1545         /* Restore rdx. */
1546         movq    (%rsp), %rdx
1547
1548         /* Make room for "NMI executing". */
1549         pushq   $0
1550
1551         /* Leave room for the "iret" frame */
1552         subq    $(5*8), %rsp
1553
1554         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1555         .rept 5
1556         pushq   11*8(%rsp)
1557         .endr
1558         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1559
1560         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1561
1562 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1563         /*
1564          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1565          * default because IRET is very expensive.
1566          */
1567         pushq   $0              /* SS */
1568         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1569         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1570         pushfq                  /* RFLAGS */
1571         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1572         pushq   $1f             /* RIP */
1573         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1574         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1575 1:
1576 #endif
1577
1578 repeat_nmi:
1579         /*
1580          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1581          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1582          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1583          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1584          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1585          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1586          * NMI will update.
1587          *
1588          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1589          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1590          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1591          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1592          * is zero.
1593          */
1594         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1595
1596         /*
1597          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1598          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1599          * it or it will end up containing garbage.
1600          */
1601         addq    $(10*8), %rsp
1602         .rept 5
1603         pushq   -6*8(%rsp)
1604         .endr
1605         subq    $(5*8), %rsp
1606 end_repeat_nmi:
1607
1608         /*
1609          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1610          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1611          * frame to point back to repeat_nmi.
1612          */
1613         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1614
1615         /*
1616          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1617          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1618          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1619          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1620          * exceptions might do.
1621          */
1622         call    paranoid_entry
1623         UNWIND_HINT_REGS
1624
1625         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1626         movq    %rsp, %rdi
1627         movq    $-1, %rsi
1628         call    do_nmi
1629
1630         /* Always restore stashed SPEC_CTRL value (see paranoid_entry) */
1631         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1632
1633         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1634
1635         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1636         jnz     nmi_restore
1637 nmi_swapgs:
1638         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1639 nmi_restore:
1640         POP_REGS
1641
1642         /*
1643          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1644          * at the "iret" frame.
1645          */
1646         addq    $6*8, %rsp
1647
1648         /*
1649          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1650          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1651          * the SYSCALL entry and exit paths.
1652          *
1653          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1654          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1655          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1656          */
1657         std
1658         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1659
1660         /*
1661          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1662          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1663          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1664          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1665          */
1666         iretq
1667 END(nmi)
1668
1669 ENTRY(ignore_sysret)
1670         UNWIND_HINT_EMPTY
1671         mov     $-ENOSYS, %eax
1672         sysretl
1673 END(ignore_sysret)
1674
1675 ENTRY(rewind_stack_and_make_dead)
1676         UNWIND_HINT_FUNC
1677         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1678         xorl    %ebp, %ebp
1679
1680         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1681         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1682         UNWIND_HINT_REGS
1683
1684         call    make_task_dead
1685 END(rewind_stack_and_make_dead)