GNU Linux-libre 4.14.266-gnu1
[releases.git] / arch / x86 / entry / entry_64_compat.S
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * Compatibility mode system call entry point for x86-64.
4  *
5  * Copyright 2000-2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  */
7 #include "calling.h"
8 #include <asm/asm-offsets.h>
9 #include <asm/current.h>
10 #include <asm/errno.h>
11 #include <asm/ia32_unistd.h>
12 #include <asm/thread_info.h>
13 #include <asm/segment.h>
14 #include <asm/irqflags.h>
15 #include <asm/asm.h>
16 #include <asm/smap.h>
17 #include <linux/linkage.h>
18 #include <linux/err.h>
19
20         .section .entry.text, "ax"
21
22 /*
23  * 32-bit SYSENTER entry.
24  *
25  * 32-bit system calls through the vDSO's __kernel_vsyscall enter here
26  * on 64-bit kernels running on Intel CPUs.
27  *
28  * The SYSENTER instruction, in principle, should *only* occur in the
29  * vDSO.  In practice, a small number of Android devices were shipped
30  * with a copy of Bionic that inlined a SYSENTER instruction.  This
31  * never happened in any of Google's Bionic versions -- it only happened
32  * in a narrow range of Intel-provided versions.
33  *
34  * SYSENTER loads SS, RSP, CS, and RIP from previously programmed MSRs.
35  * IF and VM in RFLAGS are cleared (IOW: interrupts are off).
36  * SYSENTER does not save anything on the stack,
37  * and does not save old RIP (!!!), RSP, or RFLAGS.
38  *
39  * Arguments:
40  * eax  system call number
41  * ebx  arg1
42  * ecx  arg2
43  * edx  arg3
44  * esi  arg4
45  * edi  arg5
46  * ebp  user stack
47  * 0(%ebp) arg6
48  */
49 ENTRY(entry_SYSENTER_compat)
50         /* Interrupts are off on entry. */
51         SWAPGS
52
53         /* We are about to clobber %rsp anyway, clobbering here is OK */
54         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
55
56         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
57
58         /*
59          * User tracing code (ptrace or signal handlers) might assume that
60          * the saved RAX contains a 32-bit number when we're invoking a 32-bit
61          * syscall.  Just in case the high bits are nonzero, zero-extend
62          * the syscall number.  (This could almost certainly be deleted
63          * with no ill effects.)
64          */
65         movl    %eax, %eax
66
67         /* Construct struct pt_regs on stack */
68         pushq   $__USER32_DS            /* pt_regs->ss */
69         pushq   %rbp                    /* pt_regs->sp (stashed in bp) */
70
71         /*
72          * Push flags.  This is nasty.  First, interrupts are currently
73          * off, but we need pt_regs->flags to have IF set.  Second, even
74          * if TF was set when SYSENTER started, it's clear by now.  We fix
75          * that later using TIF_SINGLESTEP.
76          */
77         pushfq                          /* pt_regs->flags (except IF = 0) */
78         orl     $X86_EFLAGS_IF, (%rsp)  /* Fix saved flags */
79         pushq   $__USER32_CS            /* pt_regs->cs */
80         pushq   $0                      /* pt_regs->ip = 0 (placeholder) */
81         pushq   %rax                    /* pt_regs->orig_ax */
82         pushq   %rdi                    /* pt_regs->di */
83         pushq   %rsi                    /* pt_regs->si */
84         pushq   %rdx                    /* pt_regs->dx */
85         pushq   %rcx                    /* pt_regs->cx */
86         pushq   $-ENOSYS                /* pt_regs->ax */
87         pushq   $0                      /* pt_regs->r8  = 0 */
88         xorl    %r8d, %r8d              /* nospec   r8 */
89         pushq   $0                      /* pt_regs->r9  = 0 */
90         xorl    %r9d, %r9d              /* nospec   r9 */
91         pushq   $0                      /* pt_regs->r10 = 0 */
92         xorl    %r10d, %r10d            /* nospec   r10 */
93         pushq   $0                      /* pt_regs->r11 = 0 */
94         xorl    %r11d, %r11d            /* nospec   r11 */
95         pushq   %rbx                    /* pt_regs->rbx */
96         xorl    %ebx, %ebx              /* nospec   rbx */
97         pushq   %rbp                    /* pt_regs->rbp (will be overwritten) */
98         xorl    %ebp, %ebp              /* nospec   rbp */
99         pushq   $0                      /* pt_regs->r12 = 0 */
100         xorl    %r12d, %r12d            /* nospec   r12 */
101         pushq   $0                      /* pt_regs->r13 = 0 */
102         xorl    %r13d, %r13d            /* nospec   r13 */
103         pushq   $0                      /* pt_regs->r14 = 0 */
104         xorl    %r14d, %r14d            /* nospec   r14 */
105         pushq   $0                      /* pt_regs->r15 = 0 */
106         xorl    %r15d, %r15d            /* nospec   r15 */
107         cld
108
109         /*
110          * SYSENTER doesn't filter flags, so we need to clear NT and AC
111          * ourselves.  To save a few cycles, we can check whether
112          * either was set instead of doing an unconditional popfq.
113          * This needs to happen before enabling interrupts so that
114          * we don't get preempted with NT set.
115          *
116          * If TF is set, we will single-step all the way to here -- do_debug
117          * will ignore all the traps.  (Yes, this is slow, but so is
118          * single-stepping in general.  This allows us to avoid having
119          * a more complicated code to handle the case where a user program
120          * forces us to single-step through the SYSENTER entry code.)
121          *
122          * NB.: .Lsysenter_fix_flags is a label with the code under it moved
123          * out-of-line as an optimization: NT is unlikely to be set in the
124          * majority of the cases and instead of polluting the I$ unnecessarily,
125          * we're keeping that code behind a branch which will predict as
126          * not-taken and therefore its instructions won't be fetched.
127          */
128         testl   $X86_EFLAGS_NT|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_TF, EFLAGS(%rsp)
129         jnz     .Lsysenter_fix_flags
130 .Lsysenter_flags_fixed:
131
132         /*
133          * User mode is traced as though IRQs are on, and SYSENTER
134          * turned them off.
135          */
136         TRACE_IRQS_OFF
137
138         movq    %rsp, %rdi
139         call    do_fast_syscall_32
140         /* XEN PV guests always use IRET path */
141         ALTERNATIVE "testl %eax, %eax; jz .Lsyscall_32_done", \
142                     "jmp .Lsyscall_32_done", X86_FEATURE_XENPV
143         jmp     sysret32_from_system_call
144
145 .Lsysenter_fix_flags:
146         pushq   $X86_EFLAGS_FIXED
147         popfq
148         jmp     .Lsysenter_flags_fixed
149 GLOBAL(__end_entry_SYSENTER_compat)
150 ENDPROC(entry_SYSENTER_compat)
151
152 /*
153  * 32-bit SYSCALL entry.
154  *
155  * 32-bit system calls through the vDSO's __kernel_vsyscall enter here
156  * on 64-bit kernels running on AMD CPUs.
157  *
158  * The SYSCALL instruction, in principle, should *only* occur in the
159  * vDSO.  In practice, it appears that this really is the case.
160  * As evidence:
161  *
162  *  - The calling convention for SYSCALL has changed several times without
163  *    anyone noticing.
164  *
165  *  - Prior to the in-kernel X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS fixup, anything
166  *    user task that did SYSCALL without immediately reloading SS
167  *    would randomly crash.
168  *
169  *  - Most programmers do not directly target AMD CPUs, and the 32-bit
170  *    SYSCALL instruction does not exist on Intel CPUs.  Even on AMD
171  *    CPUs, Linux disables the SYSCALL instruction on 32-bit kernels
172  *    because the SYSCALL instruction in legacy/native 32-bit mode (as
173  *    opposed to compat mode) is sufficiently poorly designed as to be
174  *    essentially unusable.
175  *
176  * 32-bit SYSCALL saves RIP to RCX, clears RFLAGS.RF, then saves
177  * RFLAGS to R11, then loads new SS, CS, and RIP from previously
178  * programmed MSRs.  RFLAGS gets masked by a value from another MSR
179  * (so CLD and CLAC are not needed).  SYSCALL does not save anything on
180  * the stack and does not change RSP.
181  *
182  * Note: RFLAGS saving+masking-with-MSR happens only in Long mode
183  * (in legacy 32-bit mode, IF, RF and VM bits are cleared and that's it).
184  * Don't get confused: RFLAGS saving+masking depends on Long Mode Active bit
185  * (EFER.LMA=1), NOT on bitness of userspace where SYSCALL executes
186  * or target CS descriptor's L bit (SYSCALL does not read segment descriptors).
187  *
188  * Arguments:
189  * eax  system call number
190  * ecx  return address
191  * ebx  arg1
192  * ebp  arg2    (note: not saved in the stack frame, should not be touched)
193  * edx  arg3
194  * esi  arg4
195  * edi  arg5
196  * esp  user stack
197  * 0(%esp) arg6
198  */
199 ENTRY(entry_SYSCALL_compat)
200         /* Interrupts are off on entry. */
201         swapgs
202
203         /* Stash user ESP */
204         movl    %esp, %r8d
205
206         /* Use %rsp as scratch reg. User ESP is stashed in r8 */
207         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
208
209         /* Switch to the kernel stack */
210         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
211
212         /* Construct struct pt_regs on stack */
213         pushq   $__USER32_DS            /* pt_regs->ss */
214         pushq   %r8                     /* pt_regs->sp */
215         pushq   %r11                    /* pt_regs->flags */
216         pushq   $__USER32_CS            /* pt_regs->cs */
217         pushq   %rcx                    /* pt_regs->ip */
218 GLOBAL(entry_SYSCALL_compat_after_hwframe)
219         movl    %eax, %eax              /* discard orig_ax high bits */
220         pushq   %rax                    /* pt_regs->orig_ax */
221         pushq   %rdi                    /* pt_regs->di */
222         pushq   %rsi                    /* pt_regs->si */
223         pushq   %rdx                    /* pt_regs->dx */
224         pushq   %rbp                    /* pt_regs->cx (stashed in bp) */
225         pushq   $-ENOSYS                /* pt_regs->ax */
226         pushq   $0                      /* pt_regs->r8  = 0 */
227         xorl    %r8d, %r8d              /* nospec   r8 */
228         pushq   $0                      /* pt_regs->r9  = 0 */
229         xorl    %r9d, %r9d              /* nospec   r9 */
230         pushq   $0                      /* pt_regs->r10 = 0 */
231         xorl    %r10d, %r10d            /* nospec   r10 */
232         pushq   $0                      /* pt_regs->r11 = 0 */
233         xorl    %r11d, %r11d            /* nospec   r11 */
234         pushq   %rbx                    /* pt_regs->rbx */
235         xorl    %ebx, %ebx              /* nospec   rbx */
236         pushq   %rbp                    /* pt_regs->rbp (will be overwritten) */
237         xorl    %ebp, %ebp              /* nospec   rbp */
238         pushq   $0                      /* pt_regs->r12 = 0 */
239         xorl    %r12d, %r12d            /* nospec   r12 */
240         pushq   $0                      /* pt_regs->r13 = 0 */
241         xorl    %r13d, %r13d            /* nospec   r13 */
242         pushq   $0                      /* pt_regs->r14 = 0 */
243         xorl    %r14d, %r14d            /* nospec   r14 */
244         pushq   $0                      /* pt_regs->r15 = 0 */
245         xorl    %r15d, %r15d            /* nospec   r15 */
246
247         /*
248          * User mode is traced as though IRQs are on, and SYSENTER
249          * turned them off.
250          */
251         TRACE_IRQS_OFF
252
253         movq    %rsp, %rdi
254         call    do_fast_syscall_32
255         /* XEN PV guests always use IRET path */
256         ALTERNATIVE "testl %eax, %eax; jz .Lsyscall_32_done", \
257                     "jmp .Lsyscall_32_done", X86_FEATURE_XENPV
258
259         /* Opportunistic SYSRET */
260 sysret32_from_system_call:
261         TRACE_IRQS_ON                   /* User mode traces as IRQs on. */
262         movq    RBX(%rsp), %rbx         /* pt_regs->rbx */
263         movq    RBP(%rsp), %rbp         /* pt_regs->rbp */
264         movq    EFLAGS(%rsp), %r11      /* pt_regs->flags (in r11) */
265         movq    RIP(%rsp), %rcx         /* pt_regs->ip (in rcx) */
266         addq    $RAX, %rsp              /* Skip r8-r15 */
267         popq    %rax                    /* pt_regs->rax */
268         popq    %rdx                    /* Skip pt_regs->cx */
269         popq    %rdx                    /* pt_regs->dx */
270         popq    %rsi                    /* pt_regs->si */
271         popq    %rdi                    /* pt_regs->di */
272
273         /*
274          * USERGS_SYSRET32 does:
275          *  GSBASE = user's GS base
276          *  EIP = ECX
277          *  RFLAGS = R11
278          *  CS = __USER32_CS
279          *  SS = __USER_DS
280          *
281          * ECX will not match pt_regs->cx, but we're returning to a vDSO
282          * trampoline that will fix up RCX, so this is okay.
283          *
284          * R12-R15 are callee-saved, so they contain whatever was in them
285          * when the system call started, which is already known to user
286          * code.  We zero R8-R10 to avoid info leaks.
287          */
288         movq    RSP-ORIG_RAX(%rsp), %rsp
289
290         /*
291          * The original userspace %rsp (RSP-ORIG_RAX(%rsp)) is stored
292          * on the process stack which is not mapped to userspace and
293          * not readable after we SWITCH_TO_USER_CR3.  Delay the CR3
294          * switch until after after the last reference to the process
295          * stack.
296          *
297          * %r8/%r9 are zeroed before the sysret, thus safe to clobber.
298          */
299         SWITCH_TO_USER_CR3_NOSTACK scratch_reg=%r8 scratch_reg2=%r9
300
301         xorl    %r8d, %r8d
302         xorl    %r9d, %r9d
303         xorl    %r10d, %r10d
304         swapgs
305         sysretl
306 END(entry_SYSCALL_compat)
307
308 /*
309  * 32-bit legacy system call entry.
310  *
311  * 32-bit x86 Linux system calls traditionally used the INT $0x80
312  * instruction.  INT $0x80 lands here.
313  *
314  * This entry point can be used by 32-bit and 64-bit programs to perform
315  * 32-bit system calls.  Instances of INT $0x80 can be found inline in
316  * various programs and libraries.  It is also used by the vDSO's
317  * __kernel_vsyscall fallback for hardware that doesn't support a faster
318  * entry method.  Restarted 32-bit system calls also fall back to INT
319  * $0x80 regardless of what instruction was originally used to do the
320  * system call.
321  *
322  * This is considered a slow path.  It is not used by most libc
323  * implementations on modern hardware except during process startup.
324  *
325  * Arguments:
326  * eax  system call number
327  * ebx  arg1
328  * ecx  arg2
329  * edx  arg3
330  * esi  arg4
331  * edi  arg5
332  * ebp  arg6
333  */
334 ENTRY(entry_INT80_compat)
335         /*
336          * Interrupts are off on entry.
337          */
338         ASM_CLAC                        /* Do this early to minimize exposure */
339         SWAPGS
340
341         /*
342          * User tracing code (ptrace or signal handlers) might assume that
343          * the saved RAX contains a 32-bit number when we're invoking a 32-bit
344          * syscall.  Just in case the high bits are nonzero, zero-extend
345          * the syscall number.  (This could almost certainly be deleted
346          * with no ill effects.)
347          */
348         movl    %eax, %eax
349
350         pushq   %rax                    /* pt_regs->orig_ax */
351
352         /* switch to thread stack expects orig_ax to be pushed */
353         call    switch_to_thread_stack
354
355         pushq   %rdi                    /* pt_regs->di */
356         pushq   %rsi                    /* pt_regs->si */
357         pushq   %rdx                    /* pt_regs->dx */
358         pushq   %rcx                    /* pt_regs->cx */
359         pushq   $-ENOSYS                /* pt_regs->ax */
360         pushq   %r8                     /* pt_regs->r8 */
361         xorl    %r8d, %r8d              /* nospec   r8 */
362         pushq   %r9                     /* pt_regs->r9 */
363         xorl    %r9d, %r9d              /* nospec   r9 */
364         pushq   %r10                    /* pt_regs->r10*/
365         xorl    %r10d, %r10d            /* nospec   r10 */
366         pushq   %r11                    /* pt_regs->r11 */
367         xorl    %r11d, %r11d            /* nospec   r11 */
368         pushq   %rbx                    /* pt_regs->rbx */
369         xorl    %ebx, %ebx              /* nospec   rbx */
370         pushq   %rbp                    /* pt_regs->rbp */
371         xorl    %ebp, %ebp              /* nospec   rbp */
372         pushq   %r12                    /* pt_regs->r12 */
373         xorl    %r12d, %r12d            /* nospec   r12 */
374         pushq   %r13                    /* pt_regs->r13 */
375         xorl    %r13d, %r13d            /* nospec   r13 */
376         pushq   %r14                    /* pt_regs->r14 */
377         xorl    %r14d, %r14d            /* nospec   r14 */
378         pushq   %r15                    /* pt_regs->r15 */
379         xorl    %r15d, %r15d            /* nospec   r15 */
380         cld
381
382         /*
383          * User mode is traced as though IRQs are on, and the interrupt
384          * gate turned them off.
385          */
386         TRACE_IRQS_OFF
387
388         movq    %rsp, %rdi
389         call    do_int80_syscall_32
390 .Lsyscall_32_done:
391
392         /* Go back to user mode. */
393         TRACE_IRQS_ON
394         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
395 END(entry_INT80_compat)
396
397 ENTRY(stub32_clone)
398         /*
399          * The 32-bit clone ABI is: clone(..., int tls_val, int *child_tidptr).
400          * The 64-bit clone ABI is: clone(..., int *child_tidptr, int tls_val).
401          *
402          * The native 64-bit kernel's sys_clone() implements the latter,
403          * so we need to swap arguments here before calling it:
404          */
405         xchg    %r8, %rcx
406         jmp     sys_clone
407 ENDPROC(stub32_clone)