GNU Linux-libre 5.19-rc6-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         ENDBR
90
91         swapgs
92         /* tss.sp2 is scratch space. */
93         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)
94         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
95         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
96
97 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSCALL_64_safe_stack, SYM_L_GLOBAL)
98         ANNOTATE_NOENDBR
99
100         /* Construct struct pt_regs on stack */
101         pushq   $__USER_DS                              /* pt_regs->ss */
102         pushq   PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)       /* pt_regs->sp */
103         pushq   %r11                                    /* pt_regs->flags */
104         pushq   $__USER_CS                              /* pt_regs->cs */
105         pushq   %rcx                                    /* pt_regs->ip */
106 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe, SYM_L_GLOBAL)
107         pushq   %rax                                    /* pt_regs->orig_ax */
108
109         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
110
111         /* IRQs are off. */
112         movq    %rsp, %rdi
113         /* Sign extend the lower 32bit as syscall numbers are treated as int */
114         movslq  %eax, %rsi
115         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
116
117         /*
118          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
119          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
120          * go to the slow exit path.
121          * In the Xen PV case we must use iret anyway.
122          */
123
124         ALTERNATIVE "", "jmp    swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode", \
125                 X86_FEATURE_XENPV
126
127         movq    RCX(%rsp), %rcx
128         movq    RIP(%rsp), %r11
129
130         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
131         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
132
133         /*
134          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
135          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
136          * the kernel, since userspace controls RSP.
137          *
138          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
139          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
140          *
141          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
142          * depending on paging mode) in the address.
143          */
144 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
145         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
146                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
147 #else
148         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
149         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
150 #endif
151
152         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
153         cmpq    %rcx, %r11
154         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
155
156         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
157         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
158
159         movq    R11(%rsp), %r11
160         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
161         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
162
163         /*
164          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
165          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
166          * need to restore it correctly.
167          *
168          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
169          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
170          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
171          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
172          * this user code:
173          *
174          *           movq       $stuck_here, %rcx
175          *           pushfq
176          *           popq %r11
177          *   stuck_here:
178          *
179          * would never get past 'stuck_here'.
180          */
181         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
182         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
183
184         /* nothing to check for RSP */
185
186         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
187         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
188
189         /*
190          * We win! This label is here just for ease of understanding
191          * perf profiles. Nothing jumps here.
192          */
193 syscall_return_via_sysret:
194         POP_REGS pop_rdi=0
195
196         /*
197          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
198          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
199          */
200         movq    %rsp, %rdi
201         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
202         UNWIND_HINT_EMPTY
203
204         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
205         pushq   (%rdi)          /* RDI */
206
207         /*
208          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
209          * We can do future final exit work right here.
210          */
211         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
212
213         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
214
215         popq    %rdi
216         popq    %rsp
217 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSRETQ_unsafe_stack, SYM_L_GLOBAL)
218         ANNOTATE_NOENDBR
219         swapgs
220         sysretq
221 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSRETQ_end, SYM_L_GLOBAL)
222         ANNOTATE_NOENDBR
223         int3
224 SYM_CODE_END(entry_SYSCALL_64)
225
226 /*
227  * %rdi: prev task
228  * %rsi: next task
229  */
230 .pushsection .text, "ax"
231 SYM_FUNC_START(__switch_to_asm)
232         /*
233          * Save callee-saved registers
234          * This must match the order in inactive_task_frame
235          */
236         pushq   %rbp
237         pushq   %rbx
238         pushq   %r12
239         pushq   %r13
240         pushq   %r14
241         pushq   %r15
242
243         /* switch stack */
244         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
245         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
246
247 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
248         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
249         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(fixed_percpu_data) + stack_canary_offset
250 #endif
251
252 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
253         /*
254          * When switching from a shallower to a deeper call stack
255          * the RSB may either underflow or use entries populated
256          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
257          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
258          * speculative execution to prevent attack.
259          */
260         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
261 #endif
262
263         /* restore callee-saved registers */
264         popq    %r15
265         popq    %r14
266         popq    %r13
267         popq    %r12
268         popq    %rbx
269         popq    %rbp
270
271         jmp     __switch_to
272 SYM_FUNC_END(__switch_to_asm)
273 .popsection
274
275 /*
276  * A newly forked process directly context switches into this address.
277  *
278  * rax: prev task we switched from
279  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
280  * r12: kernel thread arg
281  */
282 .pushsection .text, "ax"
283 SYM_CODE_START(ret_from_fork)
284         UNWIND_HINT_EMPTY
285         ANNOTATE_NOENDBR // copy_thread
286         movq    %rax, %rdi
287         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
288
289         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
290         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
291
292 2:
293         UNWIND_HINT_REGS
294         movq    %rsp, %rdi
295         call    syscall_exit_to_user_mode       /* returns with IRQs disabled */
296         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
297
298 1:
299         /* kernel thread */
300         UNWIND_HINT_EMPTY
301         movq    %r12, %rdi
302         CALL_NOSPEC rbx
303         /*
304          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
305          * calling kernel_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
306          * syscall.
307          */
308         movq    $0, RAX(%rsp)
309         jmp     2b
310 SYM_CODE_END(ret_from_fork)
311 .popsection
312
313 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
314 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
315         pushq %rax
316         SAVE_FLAGS
317         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
318         jz .Lokay_\@
319         ud2
320 .Lokay_\@:
321         popq %rax
322 #endif
323 .endm
324
325 /* Save all registers in pt_regs */
326 SYM_CODE_START_LOCAL(push_and_clear_regs)
327         UNWIND_HINT_FUNC
328         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
329         ENCODE_FRAME_POINTER 8
330         RET
331 SYM_CODE_END(push_and_clear_regs)
332
333 /**
334  * idtentry_body - Macro to emit code calling the C function
335  * @cfunc:              C function to be called
336  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
337  */
338 .macro idtentry_body cfunc has_error_code:req
339
340         call push_and_clear_regs
341         UNWIND_HINT_REGS
342
343         /*
344          * Call error_entry() and switch to the task stack if from userspace.
345          *
346          * When in XENPV, it is already in the task stack, and it can't fault
347          * for native_iret() nor native_load_gs_index() since XENPV uses its
348          * own pvops for IRET and load_gs_index().  And it doesn't need to
349          * switch the CR3.  So it can skip invoking error_entry().
350          */
351         ALTERNATIVE "call error_entry; movq %rax, %rsp", \
352                 "", X86_FEATURE_XENPV
353
354         ENCODE_FRAME_POINTER
355         UNWIND_HINT_REGS
356
357         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer into 1st argument*/
358
359         .if \has_error_code == 1
360                 movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
361                 movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
362         .endif
363
364         call    \cfunc
365
366         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
367         REACHABLE
368
369         jmp     error_return
370 .endm
371
372 /**
373  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
374  * @vector:             Vector number
375  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
376  * @cfunc:              C function to be called
377  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
378  *
379  * The macro emits code to set up the kernel context for straight forward
380  * and simple IDT entries. No IST stack, no paranoid entry checks.
381  */
382 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
383 SYM_CODE_START(\asmsym)
384         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
385         ENDBR
386         ASM_CLAC
387         cld
388
389         .if \has_error_code == 0
390                 pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
391         .endif
392
393         .if \vector == X86_TRAP_BP
394                 /*
395                  * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
396                  * int3 handler to emulate a call instruction.
397                  */
398                 testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
399                 jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
400                 .rept   6
401                 pushq   5*8(%rsp)
402                 .endr
403                 UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
404 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
405         .endif
406
407         idtentry_body \cfunc \has_error_code
408
409 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
410 SYM_CODE_END(\asmsym)
411 .endm
412
413 /*
414  * Interrupt entry/exit.
415  *
416  + The interrupt stubs push (vector) onto the stack, which is the error_code
417  * position of idtentry exceptions, and jump to one of the two idtentry points
418  * (common/spurious).
419  *
420  * common_interrupt is a hotpath, align it to a cache line
421  */
422 .macro idtentry_irq vector cfunc
423         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
424         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=1
425 .endm
426
427 /*
428  * System vectors which invoke their handlers directly and are not
429  * going through the regular common device interrupt handling code.
430  */
431 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
432         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
433 .endm
434
435 /**
436  * idtentry_mce_db - Macro to generate entry stubs for #MC and #DB
437  * @vector:             Vector number
438  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
439  * @cfunc:              C function to be called
440  *
441  * The macro emits code to set up the kernel context for #MC and #DB
442  *
443  * If the entry comes from user space it uses the normal entry path
444  * including the return to user space work and preemption checks on
445  * exit.
446  *
447  * If hits in kernel mode then it needs to go through the paranoid
448  * entry as the exception can hit any random state. No preemption
449  * check on exit to keep the paranoid path simple.
450  */
451 .macro idtentry_mce_db vector asmsym cfunc
452 SYM_CODE_START(\asmsym)
453         UNWIND_HINT_IRET_REGS
454         ENDBR
455         ASM_CLAC
456         cld
457
458         pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
459
460         /*
461          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
462          * a normal entry.
463          */
464         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
465         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
466
467         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
468         call    paranoid_entry
469
470         UNWIND_HINT_REGS
471
472         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
473
474         call    \cfunc
475
476         jmp     paranoid_exit
477
478         /* Switch to the regular task stack and use the noist entry point */
479 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
480         idtentry_body noist_\cfunc, has_error_code=0
481
482 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
483 SYM_CODE_END(\asmsym)
484 .endm
485
486 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
487 /**
488  * idtentry_vc - Macro to generate entry stub for #VC
489  * @vector:             Vector number
490  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
491  * @cfunc:              C function to be called
492  *
493  * The macro emits code to set up the kernel context for #VC. The #VC handler
494  * runs on an IST stack and needs to be able to cause nested #VC exceptions.
495  *
496  * To make this work the #VC entry code tries its best to pretend it doesn't use
497  * an IST stack by switching to the task stack if coming from user-space (which
498  * includes early SYSCALL entry path) or back to the stack in the IRET frame if
499  * entered from kernel-mode.
500  *
501  * If entered from kernel-mode the return stack is validated first, and if it is
502  * not safe to use (e.g. because it points to the entry stack) the #VC handler
503  * will switch to a fall-back stack (VC2) and call a special handler function.
504  *
505  * The macro is only used for one vector, but it is planned to be extended in
506  * the future for the #HV exception.
507  */
508 .macro idtentry_vc vector asmsym cfunc
509 SYM_CODE_START(\asmsym)
510         UNWIND_HINT_IRET_REGS
511         ENDBR
512         ASM_CLAC
513         cld
514
515         /*
516          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
517          * a normal entry.
518          */
519         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
520         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
521
522         /*
523          * paranoid_entry returns SWAPGS flag for paranoid_exit in EBX.
524          * EBX == 0 -> SWAPGS, EBX == 1 -> no SWAPGS
525          */
526         call    paranoid_entry
527
528         UNWIND_HINT_REGS
529
530         /*
531          * Switch off the IST stack to make it free for nested exceptions. The
532          * vc_switch_off_ist() function will switch back to the interrupted
533          * stack if it is safe to do so. If not it switches to the VC fall-back
534          * stack.
535          */
536         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
537         call    vc_switch_off_ist
538         movq    %rax, %rsp              /* Switch to new stack */
539
540         ENCODE_FRAME_POINTER
541         UNWIND_HINT_REGS
542
543         /* Update pt_regs */
544         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
545         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
546
547         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
548
549         call    kernel_\cfunc
550
551         /*
552          * No need to switch back to the IST stack. The current stack is either
553          * identical to the stack in the IRET frame or the VC fall-back stack,
554          * so it is definitely mapped even with PTI enabled.
555          */
556         jmp     paranoid_exit
557
558         /* Switch to the regular task stack */
559 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
560         idtentry_body user_\cfunc, has_error_code=1
561
562 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
563 SYM_CODE_END(\asmsym)
564 .endm
565 #endif
566
567 /*
568  * Double fault entry. Straight paranoid. No checks from which context
569  * this comes because for the espfix induced #DF this would do the wrong
570  * thing.
571  */
572 .macro idtentry_df vector asmsym cfunc
573 SYM_CODE_START(\asmsym)
574         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
575         ENDBR
576         ASM_CLAC
577         cld
578
579         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
580         call    paranoid_entry
581         UNWIND_HINT_REGS
582
583         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer into first argument */
584         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
585         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
586         call    \cfunc
587
588         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
589         REACHABLE
590
591         jmp     paranoid_exit
592
593 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
594 SYM_CODE_END(\asmsym)
595 .endm
596
597 /*
598  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
599  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
600  * so the stacktrace boundary checks work.
601  */
602         .align 16
603         .globl __irqentry_text_start
604 __irqentry_text_start:
605
606 #include <asm/idtentry.h>
607
608         .align 16
609         .globl __irqentry_text_end
610 __irqentry_text_end:
611         ANNOTATE_NOENDBR
612
613 SYM_CODE_START_LOCAL(common_interrupt_return)
614 SYM_INNER_LABEL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode, SYM_L_GLOBAL)
615 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
616         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
617         testb   $3, CS(%rsp)
618         jnz     1f
619         ud2
620 1:
621 #endif
622 #ifdef CONFIG_XEN_PV
623         ALTERNATIVE "", "jmp xenpv_restore_regs_and_return_to_usermode", X86_FEATURE_XENPV
624 #endif
625
626         POP_REGS pop_rdi=0
627
628         /*
629          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
630          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
631          */
632         movq    %rsp, %rdi
633         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
634         UNWIND_HINT_EMPTY
635
636         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
637         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
638         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
639         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
640         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
641         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
642
643         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
644         pushq   (%rdi)
645
646         /*
647          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
648          * We can do future final exit work right here.
649          */
650         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
651
652         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
653
654         /* Restore RDI. */
655         popq    %rdi
656         swapgs
657         jmp     .Lnative_iret
658
659
660 SYM_INNER_LABEL(restore_regs_and_return_to_kernel, SYM_L_GLOBAL)
661 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
662         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
663         testb   $3, CS(%rsp)
664         jz      1f
665         ud2
666 1:
667 #endif
668         POP_REGS
669         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
670         /*
671          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
672          * when returning from IPI handler.
673          */
674 #ifdef CONFIG_XEN_PV
675 SYM_INNER_LABEL(early_xen_iret_patch, SYM_L_GLOBAL)
676         ANNOTATE_NOENDBR
677         .byte 0xe9
678         .long .Lnative_iret - (. + 4)
679 #endif
680
681 .Lnative_iret:
682         UNWIND_HINT_IRET_REGS
683         /*
684          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
685          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
686          */
687 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
688         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
689         jnz     native_irq_return_ldt
690 #endif
691
692 SYM_INNER_LABEL(native_irq_return_iret, SYM_L_GLOBAL)
693         ANNOTATE_NOENDBR // exc_double_fault
694         /*
695          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
696          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
697          * Double-faults due to espfix64 are handled in exc_double_fault.
698          * Other faults here are fatal.
699          */
700         iretq
701
702 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
703 native_irq_return_ldt:
704         /*
705          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
706          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
707          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
708          * of the ESPFIX stack.
709          *
710          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
711          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
712          *
713          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
714          *
715          * --- top of ESPFIX stack ---
716          * SS
717          * RSP
718          * RFLAGS
719          * CS
720          * RIP  <-- RSP points here when we're done
721          * RAX  <-- espfix_waddr points here
722          * --- bottom of ESPFIX stack ---
723          */
724
725         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
726         swapgs                                  /* to kernel GS */
727         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
728
729         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
730         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
731         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
732         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
733         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
734         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
735         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
736         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
737         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
738         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
739         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
740         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
741         /* Now RAX == RSP. */
742
743         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
744
745         /*
746          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
747          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
748          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
749          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
750          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
751          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
752          */
753         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
754
755         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
756         swapgs                                  /* to user GS */
757         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
758
759         movq    %rax, %rsp
760         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
761
762         /*
763          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
764          * still read.
765          */
766         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
767
768         /*
769          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
770          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
771          * values.  We can now IRET back to userspace.
772          */
773         jmp     native_irq_return_iret
774 #endif
775 SYM_CODE_END(common_interrupt_return)
776 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt_return)
777
778 /*
779  * Reload gs selector with exception handling
780  * edi:  new selector
781  *
782  * Is in entry.text as it shouldn't be instrumented.
783  */
784 SYM_FUNC_START(asm_load_gs_index)
785         FRAME_BEGIN
786         swapgs
787 .Lgs_change:
788         ANNOTATE_NOENDBR // error_entry
789         movl    %edi, %gs
790 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
791         swapgs
792         FRAME_END
793         RET
794
795         /* running with kernelgs */
796 .Lbad_gs:
797         swapgs                                  /* switch back to user gs */
798 .macro ZAP_GS
799         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
800         movl $__USER_DS, %eax
801         movl %eax, %gs
802 .endm
803         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
804         xorl    %eax, %eax
805         movl    %eax, %gs
806         jmp     2b
807
808         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, .Lbad_gs)
809
810 SYM_FUNC_END(asm_load_gs_index)
811 EXPORT_SYMBOL(asm_load_gs_index)
812
813 #ifdef CONFIG_XEN_PV
814 /*
815  * A note on the "critical region" in our callback handler.
816  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
817  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
818  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
819  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
820  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
821  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
822  * like to avoid the possibility.
823  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
824  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
825  * activation and restart the handler using the previous one.
826  *
827  * C calling convention: exc_xen_hypervisor_callback(struct *pt_regs)
828  */
829 SYM_CODE_START_LOCAL(exc_xen_hypervisor_callback)
830
831 /*
832  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
833  * see the correct pointer to the pt_regs
834  */
835         UNWIND_HINT_FUNC
836         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
837         UNWIND_HINT_REGS
838
839         call    xen_pv_evtchn_do_upcall
840
841         jmp     error_return
842 SYM_CODE_END(exc_xen_hypervisor_callback)
843
844 /*
845  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
846  * We get here for two reasons:
847  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
848  *  2. Fault while executing IRET
849  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
850  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
851  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
852  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
853  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
854  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
855  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
856  */
857 SYM_CODE_START(xen_failsafe_callback)
858         UNWIND_HINT_EMPTY
859         ENDBR
860         movl    %ds, %ecx
861         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
862         jne     1f
863         movl    %es, %ecx
864         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
865         jne     1f
866         movl    %fs, %ecx
867         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
868         jne     1f
869         movl    %gs, %ecx
870         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
871         jne     1f
872         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
873         movq    (%rsp), %rcx
874         movq    8(%rsp), %r11
875         addq    $0x30, %rsp
876         pushq   $0                              /* RIP */
877         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
878         jmp     asm_exc_general_protection
879 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
880         movq    (%rsp), %rcx
881         movq    8(%rsp), %r11
882         addq    $0x30, %rsp
883         UNWIND_HINT_IRET_REGS
884         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
885         PUSH_AND_CLEAR_REGS
886         ENCODE_FRAME_POINTER
887         jmp     error_return
888 SYM_CODE_END(xen_failsafe_callback)
889 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
890
891 /*
892  * Save all registers in pt_regs. Return GSBASE related information
893  * in EBX depending on the availability of the FSGSBASE instructions:
894  *
895  * FSGSBASE     R/EBX
896  *     N        0 -> SWAPGS on exit
897  *              1 -> no SWAPGS on exit
898  *
899  *     Y        GSBASE value at entry, must be restored in paranoid_exit
900  */
901 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_entry)
902         UNWIND_HINT_FUNC
903         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
904         ENCODE_FRAME_POINTER 8
905
906         /*
907          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
908          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
909          * another entry that already switched to the user CR3 value
910          * but has not yet returned to userspace.
911          *
912          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
913          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
914          * to kernel code, but with a user CR3 value.
915          *
916          * Switching CR3 does not depend on kernel GSBASE so it can
917          * be done before switching to the kernel GSBASE. This is
918          * required for FSGSBASE because the kernel GSBASE has to
919          * be retrieved from a kernel internal table.
920          */
921         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
922
923         /*
924          * Handling GSBASE depends on the availability of FSGSBASE.
925          *
926          * Without FSGSBASE the kernel enforces that negative GSBASE
927          * values indicate kernel GSBASE. With FSGSBASE no assumptions
928          * can be made about the GSBASE value when entering from user
929          * space.
930          */
931         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_entry_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
932
933         /*
934          * Read the current GSBASE and store it in %rbx unconditionally,
935          * retrieve and set the current CPUs kernel GSBASE. The stored value
936          * has to be restored in paranoid_exit unconditionally.
937          *
938          * The unconditional write to GS base below ensures that no subsequent
939          * loads based on a mispredicted GS base can happen, therefore no LFENCE
940          * is needed here.
941          */
942         SAVE_AND_SET_GSBASE scratch_reg=%rax save_reg=%rbx
943         RET
944
945 .Lparanoid_entry_checkgs:
946         /* EBX = 1 -> kernel GSBASE active, no restore required */
947         movl    $1, %ebx
948
949         /*
950          * The kernel-enforced convention is a negative GSBASE indicates
951          * a kernel value. No SWAPGS needed on entry and exit.
952          */
953         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
954         rdmsr
955         testl   %edx, %edx
956         js      .Lparanoid_kernel_gsbase
957
958         /* EBX = 0 -> SWAPGS required on exit */
959         xorl    %ebx, %ebx
960         swapgs
961 .Lparanoid_kernel_gsbase:
962
963         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
964         RET
965 SYM_CODE_END(paranoid_entry)
966
967 /*
968  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
969  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
970  * from kernel space.
971  *
972  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
973  * in syscall entry), so checking for preemption here would
974  * be complicated.  Fortunately, there's no good reason to try
975  * to handle preemption here.
976  *
977  * R/EBX contains the GSBASE related information depending on the
978  * availability of the FSGSBASE instructions:
979  *
980  * FSGSBASE     R/EBX
981  *     N        0 -> SWAPGS on exit
982  *              1 -> no SWAPGS on exit
983  *
984  *     Y        User space GSBASE, must be restored unconditionally
985  */
986 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_exit)
987         UNWIND_HINT_REGS
988         /*
989          * The order of operations is important. RESTORE_CR3 requires
990          * kernel GSBASE.
991          *
992          * NB to anyone to try to optimize this code: this code does
993          * not execute at all for exceptions from user mode. Those
994          * exceptions go through error_exit instead.
995          */
996         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rax save_reg=%r14
997
998         /* Handle the three GSBASE cases */
999         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_exit_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1000
1001         /* With FSGSBASE enabled, unconditionally restore GSBASE */
1002         wrgsbase        %rbx
1003         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1004
1005 .Lparanoid_exit_checkgs:
1006         /* On non-FSGSBASE systems, conditionally do SWAPGS */
1007         testl           %ebx, %ebx
1008         jnz             restore_regs_and_return_to_kernel
1009
1010         /* We are returning to a context with user GSBASE */
1011         swapgs
1012         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1013 SYM_CODE_END(paranoid_exit)
1014
1015 /*
1016  * Switch GS and CR3 if needed.
1017  */
1018 SYM_CODE_START_LOCAL(error_entry)
1019         UNWIND_HINT_FUNC
1020         testb   $3, CS+8(%rsp)
1021         jz      .Lerror_kernelspace
1022
1023         /*
1024          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1025          * from user mode due to an IRET fault.
1026          */
1027         swapgs
1028         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1029         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1030         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1031
1032         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1033 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1034         /* Put us onto the real thread stack. */
1035         call    sync_regs
1036         RET
1037
1038         /*
1039          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1040          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1041          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1042          * for these here too.
1043          */
1044 .Lerror_kernelspace:
1045         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1046         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1047         je      .Lerror_bad_iret
1048         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1049         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1050         je      .Lbstep_iret
1051         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1052         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1053
1054         /*
1055          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1056          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1057          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1058          */
1059         swapgs
1060
1061         /*
1062          * Issue an LFENCE to prevent GS speculation, regardless of whether it is a
1063          * kernel or user gsbase.
1064          */
1065 .Lerror_entry_done_lfence:
1066         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1067         leaq    8(%rsp), %rax                   /* return pt_regs pointer */
1068         RET
1069
1070 .Lbstep_iret:
1071         /* Fix truncated RIP */
1072         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1073         /* fall through */
1074
1075 .Lerror_bad_iret:
1076         /*
1077          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1078          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1079          */
1080         swapgs
1081         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1082         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1083
1084         /*
1085          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1086          * as if we faulted immediately after IRET.
1087          */
1088         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1089         call    fixup_bad_iret
1090         mov     %rax, %rdi
1091         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1092 SYM_CODE_END(error_entry)
1093
1094 SYM_CODE_START_LOCAL(error_return)
1095         UNWIND_HINT_REGS
1096         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
1097         testb   $3, CS(%rsp)
1098         jz      restore_regs_and_return_to_kernel
1099         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1100 SYM_CODE_END(error_return)
1101
1102 /*
1103  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1104  * so we can use real assembly here.
1105  *
1106  * Registers:
1107  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1108  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1109  */
1110 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1111         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1112         ENDBR
1113
1114         /*
1115          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1116          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1117          * This means that we can have nested NMIs where the next
1118          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1119          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1120          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1121          * anyway.
1122          *
1123          * To handle this case we do the following:
1124          *  Check the a special location on the stack that contains
1125          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1126          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1127          *  is an NMI stack.
1128          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1129          *  stack then:
1130          *    o Set the special variable on the stack
1131          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1132          *      stack
1133          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1134          *    o Continue processing the NMI
1135          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1136          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1137          *    o return back to the first NMI
1138          *
1139          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1140          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1141          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1142          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1143          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1144          * NMI.
1145          *
1146          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1147          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1148          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1149          * other IST entries.
1150          */
1151
1152         ASM_CLAC
1153         cld
1154
1155         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1156         pushq   %rdx
1157
1158         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1159         jz      .Lnmi_from_kernel
1160
1161         /*
1162          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1163          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1164          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1165          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1166          * are off.
1167          *
1168          * We also must not push anything to the stack before switching
1169          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1170          */
1171
1172         swapgs
1173         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1174         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1175         movq    %rsp, %rdx
1176         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1177         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1178         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1179         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1180         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1181         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1182         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1183         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1184         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1185         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1186         ENCODE_FRAME_POINTER
1187
1188         /*
1189          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1190          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1191          * done with the NMI stack.
1192          */
1193
1194         movq    %rsp, %rdi
1195         movq    $-1, %rsi
1196         call    exc_nmi
1197
1198         /*
1199          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1200          * work, because we don't want to enable interrupts.
1201          */
1202         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1203
1204 .Lnmi_from_kernel:
1205         /*
1206          * Here's what our stack frame will look like:
1207          * +---------------------------------------------------------+
1208          * | original SS                                             |
1209          * | original Return RSP                                     |
1210          * | original RFLAGS                                         |
1211          * | original CS                                             |
1212          * | original RIP                                            |
1213          * +---------------------------------------------------------+
1214          * | temp storage for rdx                                    |
1215          * +---------------------------------------------------------+
1216          * | "NMI executing" variable                                |
1217          * +---------------------------------------------------------+
1218          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1219          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1220          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1221          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1222          * | iret RIP         }                                      |
1223          * +---------------------------------------------------------+
1224          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1225          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1226          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1227          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1228          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1229          * +---------------------------------------------------------+
1230          * | pt_regs                                                 |
1231          * +---------------------------------------------------------+
1232          *
1233          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1234          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1235          * space for the asm code here.
1236          *
1237          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1238          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1239          * processing.
1240          *
1241          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1242          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1243          * frame pointing to the final return target.
1244          */
1245
1246         /*
1247          * Determine whether we're a nested NMI.
1248          *
1249          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1250          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1251          * modify the "iret" frame because it's being written by
1252          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1253          * about to about to call exc_nmi() anyway, so we can just
1254          * resume the outer NMI.
1255          */
1256
1257         movq    $repeat_nmi, %rdx
1258         cmpq    8(%rsp), %rdx
1259         ja      1f
1260         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1261         cmpq    8(%rsp), %rdx
1262         ja      nested_nmi_out
1263 1:
1264
1265         /*
1266          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1267          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1268          * before IRET.
1269          */
1270         cmpl    $1, -8(%rsp)
1271         je      nested_nmi
1272
1273         /*
1274          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1275          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1276          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1277          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1278          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1279          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1280          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1281          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1282          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1283          * "NMI executing".
1284          */
1285         lea     6*8(%rsp), %rdx
1286         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1287         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1288         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1289         ja      first_nmi
1290
1291         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1292         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1293         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1294         jb      first_nmi
1295
1296         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1297
1298         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1299         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1300
1301         /* This is a nested NMI. */
1302
1303 nested_nmi:
1304         /*
1305          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1306          * iteration of NMI handling.
1307          */
1308         subq    $8, %rsp
1309         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1310         pushq   $__KERNEL_DS
1311         pushq   %rdx
1312         pushfq
1313         pushq   $__KERNEL_CS
1314         pushq   $repeat_nmi
1315
1316         /* Put stack back */
1317         addq    $(6*8), %rsp
1318
1319 nested_nmi_out:
1320         popq    %rdx
1321
1322         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1323         iretq
1324
1325 first_nmi:
1326         /* Restore rdx. */
1327         movq    (%rsp), %rdx
1328
1329         /* Make room for "NMI executing". */
1330         pushq   $0
1331
1332         /* Leave room for the "iret" frame */
1333         subq    $(5*8), %rsp
1334
1335         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1336         .rept 5
1337         pushq   11*8(%rsp)
1338         .endr
1339         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1340
1341         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1342
1343 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1344         /*
1345          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1346          * default because IRET is very expensive.
1347          */
1348         pushq   $0              /* SS */
1349         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1350         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1351         pushfq                  /* RFLAGS */
1352         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1353         pushq   $1f             /* RIP */
1354         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1355         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1356 1:
1357 #endif
1358
1359 repeat_nmi:
1360         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1361         /*
1362          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1363          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1364          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1365          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1366          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1367          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1368          * NMI will update.
1369          *
1370          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1371          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1372          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1373          * gsbase if needed before we call exc_nmi().  "NMI executing"
1374          * is zero.
1375          */
1376         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1377
1378         /*
1379          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1380          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1381          * it or it will end up containing garbage.
1382          */
1383         addq    $(10*8), %rsp
1384         .rept 5
1385         pushq   -6*8(%rsp)
1386         .endr
1387         subq    $(5*8), %rsp
1388 end_repeat_nmi:
1389         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1390
1391         /*
1392          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1393          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1394          * frame to point back to repeat_nmi.
1395          */
1396         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1397
1398         /*
1399          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1400          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1401          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1402          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1403          * exceptions might do.
1404          */
1405         call    paranoid_entry
1406         UNWIND_HINT_REGS
1407
1408         movq    %rsp, %rdi
1409         movq    $-1, %rsi
1410         call    exc_nmi
1411
1412         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1413         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1414
1415         /*
1416          * The above invocation of paranoid_entry stored the GSBASE
1417          * related information in R/EBX depending on the availability
1418          * of FSGSBASE.
1419          *
1420          * If FSGSBASE is enabled, restore the saved GSBASE value
1421          * unconditionally, otherwise take the conditional SWAPGS path.
1422          */
1423         ALTERNATIVE "jmp nmi_no_fsgsbase", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1424
1425         wrgsbase        %rbx
1426         jmp     nmi_restore
1427
1428 nmi_no_fsgsbase:
1429         /* EBX == 0 -> invoke SWAPGS */
1430         testl   %ebx, %ebx
1431         jnz     nmi_restore
1432
1433 nmi_swapgs:
1434         swapgs
1435
1436 nmi_restore:
1437         POP_REGS
1438
1439         /*
1440          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1441          * at the "iret" frame.
1442          */
1443         addq    $6*8, %rsp
1444
1445         /*
1446          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1447          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1448          * the SYSCALL entry and exit paths.
1449          *
1450          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1451          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1452          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1453          */
1454         std
1455         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1456
1457         /*
1458          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1459          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1460          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1461          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1462          */
1463         iretq
1464 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1465
1466 #ifndef CONFIG_IA32_EMULATION
1467 /*
1468  * This handles SYSCALL from 32-bit code.  There is no way to program
1469  * MSRs to fully disable 32-bit SYSCALL.
1470  */
1471 SYM_CODE_START(ignore_sysret)
1472         UNWIND_HINT_EMPTY
1473         ENDBR
1474         mov     $-ENOSYS, %eax
1475         sysretl
1476 SYM_CODE_END(ignore_sysret)
1477 #endif
1478
1479 .pushsection .text, "ax"
1480 SYM_CODE_START(rewind_stack_and_make_dead)
1481         UNWIND_HINT_FUNC
1482         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1483         xorl    %ebp, %ebp
1484
1485         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1486         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1487         UNWIND_HINT_REGS
1488
1489         call    make_task_dead
1490 SYM_CODE_END(rewind_stack_and_make_dead)
1491 .popsection