Mention branches and keyring.
[releases.git] / 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_ENTRY
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
116         /* clobbers %rax, make sure it is after saving the syscall nr */
117         IBRS_ENTER
118         UNTRAIN_RET
119         CLEAR_BRANCH_HISTORY
120
121         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
122
123         /*
124          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
125          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
126          * go to the slow exit path.
127          * In the Xen PV case we must use iret anyway.
128          */
129
130         ALTERNATIVE "", "jmp    swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode", \
131                 X86_FEATURE_XENPV
132
133         movq    RCX(%rsp), %rcx
134         movq    RIP(%rsp), %r11
135
136         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
137         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
138
139         /*
140          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
141          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
142          * the kernel, since userspace controls RSP.
143          *
144          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
145          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
146          *
147          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
148          * depending on paging mode) in the address.
149          */
150 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
151         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
152                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
153 #else
154         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
155         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
156 #endif
157
158         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
159         cmpq    %rcx, %r11
160         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
161
162         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
163         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
164
165         movq    R11(%rsp), %r11
166         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
167         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
168
169         /*
170          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
171          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
172          * need to restore it correctly.
173          *
174          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
175          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
176          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
177          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
178          * this user code:
179          *
180          *           movq       $stuck_here, %rcx
181          *           pushfq
182          *           popq %r11
183          *   stuck_here:
184          *
185          * would never get past 'stuck_here'.
186          */
187         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
188         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
189
190         /* nothing to check for RSP */
191
192         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
193         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
194
195         /*
196          * We win! This label is here just for ease of understanding
197          * perf profiles. Nothing jumps here.
198          */
199 syscall_return_via_sysret:
200         IBRS_EXIT
201         POP_REGS pop_rdi=0
202
203         /*
204          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
205          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
206          */
207         movq    %rsp, %rdi
208         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
209         UNWIND_HINT_EMPTY
210
211         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
212         pushq   (%rdi)          /* RDI */
213
214         /*
215          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
216          * We can do future final exit work right here.
217          */
218         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
219
220         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
221
222         popq    %rdi
223         popq    %rsp
224 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSRETQ_unsafe_stack, SYM_L_GLOBAL)
225         ANNOTATE_NOENDBR
226         swapgs
227         CLEAR_CPU_BUFFERS
228         sysretq
229 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSRETQ_end, SYM_L_GLOBAL)
230         ANNOTATE_NOENDBR
231         int3
232 SYM_CODE_END(entry_SYSCALL_64)
233
234 /*
235  * %rdi: prev task
236  * %rsi: next task
237  */
238 .pushsection .text, "ax"
239 SYM_FUNC_START(__switch_to_asm)
240         /*
241          * Save callee-saved registers
242          * This must match the order in inactive_task_frame
243          */
244         pushq   %rbp
245         pushq   %rbx
246         pushq   %r12
247         pushq   %r13
248         pushq   %r14
249         pushq   %r15
250
251         /* switch stack */
252         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
253         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
254
255 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
256         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
257         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(fixed_percpu_data) + stack_canary_offset
258 #endif
259
260         /*
261          * When switching from a shallower to a deeper call stack
262          * the RSB may either underflow or use entries populated
263          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
264          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
265          * speculative execution to prevent attack.
266          */
267         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
268
269         /* restore callee-saved registers */
270         popq    %r15
271         popq    %r14
272         popq    %r13
273         popq    %r12
274         popq    %rbx
275         popq    %rbp
276
277         jmp     __switch_to
278 SYM_FUNC_END(__switch_to_asm)
279 .popsection
280
281 /*
282  * A newly forked process directly context switches into this address.
283  *
284  * rax: prev task we switched from
285  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
286  * r12: kernel thread arg
287  */
288 .pushsection .text, "ax"
289 SYM_CODE_START(ret_from_fork)
290         UNWIND_HINT_EMPTY
291         ANNOTATE_NOENDBR // copy_thread
292         movq    %rax, %rdi
293         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
294
295         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
296         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
297
298 2:
299         UNWIND_HINT_REGS
300         movq    %rsp, %rdi
301         call    syscall_exit_to_user_mode       /* returns with IRQs disabled */
302         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
303
304 1:
305         /* kernel thread */
306         UNWIND_HINT_EMPTY
307         movq    %r12, %rdi
308         CALL_NOSPEC rbx
309         /*
310          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
311          * calling kernel_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
312          * syscall.
313          */
314         movq    $0, RAX(%rsp)
315         jmp     2b
316 SYM_CODE_END(ret_from_fork)
317 .popsection
318
319 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
320 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
321         pushq %rax
322         SAVE_FLAGS
323         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
324         jz .Lokay_\@
325         ud2
326 .Lokay_\@:
327         popq %rax
328 #endif
329 .endm
330
331 SYM_CODE_START_LOCAL(xen_error_entry)
332         UNWIND_HINT_FUNC
333         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
334         ENCODE_FRAME_POINTER 8
335         UNTRAIN_RET
336         RET
337 SYM_CODE_END(xen_error_entry)
338
339 /**
340  * idtentry_body - Macro to emit code calling the C function
341  * @cfunc:              C function to be called
342  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
343  */
344 .macro idtentry_body cfunc has_error_code:req
345
346         /*
347          * Call error_entry() and switch to the task stack if from userspace.
348          *
349          * When in XENPV, it is already in the task stack, and it can't fault
350          * for native_iret() nor native_load_gs_index() since XENPV uses its
351          * own pvops for IRET and load_gs_index().  And it doesn't need to
352          * switch the CR3.  So it can skip invoking error_entry().
353          */
354         ALTERNATIVE "call error_entry; movq %rax, %rsp", \
355                     "call xen_error_entry", X86_FEATURE_XENPV
356
357         ENCODE_FRAME_POINTER
358         UNWIND_HINT_REGS
359
360         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer into 1st argument*/
361
362         .if \has_error_code == 1
363                 movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
364                 movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
365         .endif
366
367         call    \cfunc
368
369         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
370         REACHABLE
371
372         jmp     error_return
373 .endm
374
375 /**
376  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
377  * @vector:             Vector number
378  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
379  * @cfunc:              C function to be called
380  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
381  *
382  * The macro emits code to set up the kernel context for straight forward
383  * and simple IDT entries. No IST stack, no paranoid entry checks.
384  */
385 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
386 SYM_CODE_START(\asmsym)
387         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
388         ENDBR
389         ASM_CLAC
390         cld
391
392         .if \has_error_code == 0
393                 pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
394         .endif
395
396         .if \vector == X86_TRAP_BP
397                 /*
398                  * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
399                  * int3 handler to emulate a call instruction.
400                  */
401                 testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
402                 jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
403                 .rept   6
404                 pushq   5*8(%rsp)
405                 .endr
406                 UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
407 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
408         .endif
409
410         idtentry_body \cfunc \has_error_code
411
412 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
413 SYM_CODE_END(\asmsym)
414 .endm
415
416 /*
417  * Interrupt entry/exit.
418  *
419  + The interrupt stubs push (vector) onto the stack, which is the error_code
420  * position of idtentry exceptions, and jump to one of the two idtentry points
421  * (common/spurious).
422  *
423  * common_interrupt is a hotpath, align it to a cache line
424  */
425 .macro idtentry_irq vector cfunc
426         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
427         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=1
428 .endm
429
430 /*
431  * System vectors which invoke their handlers directly and are not
432  * going through the regular common device interrupt handling code.
433  */
434 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
435         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
436 .endm
437
438 /**
439  * idtentry_mce_db - Macro to generate entry stubs for #MC and #DB
440  * @vector:             Vector number
441  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
442  * @cfunc:              C function to be called
443  *
444  * The macro emits code to set up the kernel context for #MC and #DB
445  *
446  * If the entry comes from user space it uses the normal entry path
447  * including the return to user space work and preemption checks on
448  * exit.
449  *
450  * If hits in kernel mode then it needs to go through the paranoid
451  * entry as the exception can hit any random state. No preemption
452  * check on exit to keep the paranoid path simple.
453  */
454 .macro idtentry_mce_db vector asmsym cfunc
455 SYM_CODE_START(\asmsym)
456         UNWIND_HINT_IRET_REGS
457         ENDBR
458         ASM_CLAC
459         cld
460
461         pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
462
463         /*
464          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
465          * a normal entry.
466          */
467         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
468         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
469
470         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
471         call    paranoid_entry
472
473         UNWIND_HINT_REGS
474
475         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
476
477         call    \cfunc
478
479         jmp     paranoid_exit
480
481         /* Switch to the regular task stack and use the noist entry point */
482 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
483         idtentry_body noist_\cfunc, has_error_code=0
484
485 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
486 SYM_CODE_END(\asmsym)
487 .endm
488
489 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
490 /**
491  * idtentry_vc - Macro to generate entry stub for #VC
492  * @vector:             Vector number
493  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
494  * @cfunc:              C function to be called
495  *
496  * The macro emits code to set up the kernel context for #VC. The #VC handler
497  * runs on an IST stack and needs to be able to cause nested #VC exceptions.
498  *
499  * To make this work the #VC entry code tries its best to pretend it doesn't use
500  * an IST stack by switching to the task stack if coming from user-space (which
501  * includes early SYSCALL entry path) or back to the stack in the IRET frame if
502  * entered from kernel-mode.
503  *
504  * If entered from kernel-mode the return stack is validated first, and if it is
505  * not safe to use (e.g. because it points to the entry stack) the #VC handler
506  * will switch to a fall-back stack (VC2) and call a special handler function.
507  *
508  * The macro is only used for one vector, but it is planned to be extended in
509  * the future for the #HV exception.
510  */
511 .macro idtentry_vc vector asmsym cfunc
512 SYM_CODE_START(\asmsym)
513         UNWIND_HINT_IRET_REGS
514         ENDBR
515         ASM_CLAC
516         cld
517
518         /*
519          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
520          * a normal entry.
521          */
522         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
523         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
524
525         /*
526          * paranoid_entry returns SWAPGS flag for paranoid_exit in EBX.
527          * EBX == 0 -> SWAPGS, EBX == 1 -> no SWAPGS
528          */
529         call    paranoid_entry
530
531         UNWIND_HINT_REGS
532
533         /*
534          * Switch off the IST stack to make it free for nested exceptions. The
535          * vc_switch_off_ist() function will switch back to the interrupted
536          * stack if it is safe to do so. If not it switches to the VC fall-back
537          * stack.
538          */
539         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
540         call    vc_switch_off_ist
541         movq    %rax, %rsp              /* Switch to new stack */
542
543         ENCODE_FRAME_POINTER
544         UNWIND_HINT_REGS
545
546         /* Update pt_regs */
547         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
548         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
549
550         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
551
552         call    kernel_\cfunc
553
554         /*
555          * No need to switch back to the IST stack. The current stack is either
556          * identical to the stack in the IRET frame or the VC fall-back stack,
557          * so it is definitely mapped even with PTI enabled.
558          */
559         jmp     paranoid_exit
560
561         /* Switch to the regular task stack */
562 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
563         idtentry_body user_\cfunc, has_error_code=1
564
565 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
566 SYM_CODE_END(\asmsym)
567 .endm
568 #endif
569
570 /*
571  * Double fault entry. Straight paranoid. No checks from which context
572  * this comes because for the espfix induced #DF this would do the wrong
573  * thing.
574  */
575 .macro idtentry_df vector asmsym cfunc
576 SYM_CODE_START(\asmsym)
577         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
578         ENDBR
579         ASM_CLAC
580         cld
581
582         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
583         call    paranoid_entry
584         UNWIND_HINT_REGS
585
586         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer into first argument */
587         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
588         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
589         call    \cfunc
590
591         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
592         REACHABLE
593
594         jmp     paranoid_exit
595
596 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
597 SYM_CODE_END(\asmsym)
598 .endm
599
600 /*
601  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
602  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
603  * so the stacktrace boundary checks work.
604  */
605         .align 16
606         .globl __irqentry_text_start
607 __irqentry_text_start:
608
609 #include <asm/idtentry.h>
610
611         .align 16
612         .globl __irqentry_text_end
613 __irqentry_text_end:
614         ANNOTATE_NOENDBR
615
616 SYM_CODE_START_LOCAL(common_interrupt_return)
617 SYM_INNER_LABEL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode, SYM_L_GLOBAL)
618         IBRS_EXIT
619 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
620         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
621         testb   $3, CS(%rsp)
622         jnz     1f
623         ud2
624 1:
625 #endif
626 #ifdef CONFIG_XEN_PV
627         ALTERNATIVE "", "jmp xenpv_restore_regs_and_return_to_usermode", X86_FEATURE_XENPV
628 #endif
629
630         POP_REGS pop_rdi=0
631
632         /*
633          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
634          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
635          */
636         movq    %rsp, %rdi
637         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
638         UNWIND_HINT_EMPTY
639
640         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
641         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
642         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
643         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
644         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
645         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
646
647         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
648         pushq   (%rdi)
649
650         /*
651          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
652          * We can do future final exit work right here.
653          */
654         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
655
656         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
657
658         /* Restore RDI. */
659         popq    %rdi
660         swapgs
661         CLEAR_CPU_BUFFERS
662         jmp     .Lnative_iret
663
664
665 SYM_INNER_LABEL(restore_regs_and_return_to_kernel, SYM_L_GLOBAL)
666 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
667         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
668         testb   $3, CS(%rsp)
669         jz      1f
670         ud2
671 1:
672 #endif
673         POP_REGS
674         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
675         /*
676          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
677          * when returning from IPI handler.
678          */
679 #ifdef CONFIG_XEN_PV
680 SYM_INNER_LABEL(early_xen_iret_patch, SYM_L_GLOBAL)
681         ANNOTATE_NOENDBR
682         .byte 0xe9
683         .long .Lnative_iret - (. + 4)
684 #endif
685
686 .Lnative_iret:
687         UNWIND_HINT_IRET_REGS
688         /*
689          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
690          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
691          */
692 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
693         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
694         jnz     native_irq_return_ldt
695 #endif
696
697 SYM_INNER_LABEL(native_irq_return_iret, SYM_L_GLOBAL)
698         ANNOTATE_NOENDBR // exc_double_fault
699         /*
700          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
701          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
702          * Double-faults due to espfix64 are handled in exc_double_fault.
703          * Other faults here are fatal.
704          */
705         iretq
706
707 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
708 native_irq_return_ldt:
709         /*
710          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
711          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
712          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
713          * of the ESPFIX stack.
714          *
715          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
716          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
717          *
718          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
719          *
720          * --- top of ESPFIX stack ---
721          * SS
722          * RSP
723          * RFLAGS
724          * CS
725          * RIP  <-- RSP points here when we're done
726          * RAX  <-- espfix_waddr points here
727          * --- bottom of ESPFIX stack ---
728          */
729
730         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
731         swapgs                                  /* to kernel GS */
732         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
733
734         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
735         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
736         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
737         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
738         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
739         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
740         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
741         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
742         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
743         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
744         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
745         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
746         /* Now RAX == RSP. */
747
748         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
749
750         /*
751          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
752          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
753          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
754          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
755          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
756          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
757          */
758         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
759
760         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
761         swapgs                                  /* to user GS */
762         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
763
764         movq    %rax, %rsp
765         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
766
767         /*
768          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
769          * still read.
770          */
771         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
772
773         CLEAR_CPU_BUFFERS
774
775         /*
776          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
777          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
778          * values.  We can now IRET back to userspace.
779          */
780         jmp     native_irq_return_iret
781 #endif
782 SYM_CODE_END(common_interrupt_return)
783 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt_return)
784
785 /*
786  * Reload gs selector with exception handling
787  * edi:  new selector
788  *
789  * Is in entry.text as it shouldn't be instrumented.
790  */
791 SYM_FUNC_START(asm_load_gs_index)
792         FRAME_BEGIN
793         swapgs
794 .Lgs_change:
795         ANNOTATE_NOENDBR // error_entry
796         movl    %edi, %gs
797 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
798         swapgs
799         FRAME_END
800         RET
801
802         /* running with kernelgs */
803 .Lbad_gs:
804         swapgs                                  /* switch back to user gs */
805 .macro ZAP_GS
806         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
807         movl $__USER_DS, %eax
808         movl %eax, %gs
809 .endm
810         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
811         xorl    %eax, %eax
812         movl    %eax, %gs
813         jmp     2b
814
815         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, .Lbad_gs)
816
817 SYM_FUNC_END(asm_load_gs_index)
818 EXPORT_SYMBOL(asm_load_gs_index)
819
820 #ifdef CONFIG_XEN_PV
821 /*
822  * A note on the "critical region" in our callback handler.
823  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
824  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
825  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
826  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
827  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
828  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
829  * like to avoid the possibility.
830  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
831  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
832  * activation and restart the handler using the previous one.
833  *
834  * C calling convention: exc_xen_hypervisor_callback(struct *pt_regs)
835  */
836 SYM_CODE_START_LOCAL(exc_xen_hypervisor_callback)
837
838 /*
839  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
840  * see the correct pointer to the pt_regs
841  */
842         UNWIND_HINT_FUNC
843         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
844         UNWIND_HINT_REGS
845
846         call    xen_pv_evtchn_do_upcall
847
848         jmp     error_return
849 SYM_CODE_END(exc_xen_hypervisor_callback)
850
851 /*
852  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
853  * We get here for two reasons:
854  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
855  *  2. Fault while executing IRET
856  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
857  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
858  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
859  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
860  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
861  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
862  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
863  */
864 SYM_CODE_START(xen_failsafe_callback)
865         UNWIND_HINT_EMPTY
866         ENDBR
867         movl    %ds, %ecx
868         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
869         jne     1f
870         movl    %es, %ecx
871         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
872         jne     1f
873         movl    %fs, %ecx
874         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
875         jne     1f
876         movl    %gs, %ecx
877         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
878         jne     1f
879         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
880         movq    (%rsp), %rcx
881         movq    8(%rsp), %r11
882         addq    $0x30, %rsp
883         pushq   $0                              /* RIP */
884         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
885         jmp     asm_exc_general_protection
886 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
887         movq    (%rsp), %rcx
888         movq    8(%rsp), %r11
889         addq    $0x30, %rsp
890         UNWIND_HINT_IRET_REGS
891         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
892         PUSH_AND_CLEAR_REGS
893         ENCODE_FRAME_POINTER
894         jmp     error_return
895 SYM_CODE_END(xen_failsafe_callback)
896 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
897
898 /*
899  * Save all registers in pt_regs. Return GSBASE related information
900  * in EBX depending on the availability of the FSGSBASE instructions:
901  *
902  * FSGSBASE     R/EBX
903  *     N        0 -> SWAPGS on exit
904  *              1 -> no SWAPGS on exit
905  *
906  *     Y        GSBASE value at entry, must be restored in paranoid_exit
907  *
908  * R14 - old CR3
909  * R15 - old SPEC_CTRL
910  */
911 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_entry)
912         UNWIND_HINT_FUNC
913         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
914         ENCODE_FRAME_POINTER 8
915
916         /*
917          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
918          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
919          * another entry that already switched to the user CR3 value
920          * but has not yet returned to userspace.
921          *
922          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
923          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
924          * to kernel code, but with a user CR3 value.
925          *
926          * Switching CR3 does not depend on kernel GSBASE so it can
927          * be done before switching to the kernel GSBASE. This is
928          * required for FSGSBASE because the kernel GSBASE has to
929          * be retrieved from a kernel internal table.
930          */
931         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
932
933         /*
934          * Handling GSBASE depends on the availability of FSGSBASE.
935          *
936          * Without FSGSBASE the kernel enforces that negative GSBASE
937          * values indicate kernel GSBASE. With FSGSBASE no assumptions
938          * can be made about the GSBASE value when entering from user
939          * space.
940          */
941         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_entry_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
942
943         /*
944          * Read the current GSBASE and store it in %rbx unconditionally,
945          * retrieve and set the current CPUs kernel GSBASE. The stored value
946          * has to be restored in paranoid_exit unconditionally.
947          *
948          * The unconditional write to GS base below ensures that no subsequent
949          * loads based on a mispredicted GS base can happen, therefore no LFENCE
950          * is needed here.
951          */
952         SAVE_AND_SET_GSBASE scratch_reg=%rax save_reg=%rbx
953         jmp .Lparanoid_gsbase_done
954
955 .Lparanoid_entry_checkgs:
956         /* EBX = 1 -> kernel GSBASE active, no restore required */
957         movl    $1, %ebx
958
959         /*
960          * The kernel-enforced convention is a negative GSBASE indicates
961          * a kernel value. No SWAPGS needed on entry and exit.
962          */
963         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
964         rdmsr
965         testl   %edx, %edx
966         js      .Lparanoid_kernel_gsbase
967
968         /* EBX = 0 -> SWAPGS required on exit */
969         xorl    %ebx, %ebx
970         swapgs
971 .Lparanoid_kernel_gsbase:
972         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
973 .Lparanoid_gsbase_done:
974
975         /*
976          * Once we have CR3 and %GS setup save and set SPEC_CTRL. Just like
977          * CR3 above, keep the old value in a callee saved register.
978          */
979         IBRS_ENTER save_reg=%r15
980         UNTRAIN_RET
981
982         RET
983 SYM_CODE_END(paranoid_entry)
984
985 /*
986  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
987  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
988  * from kernel space.
989  *
990  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
991  * in syscall entry), so checking for preemption here would
992  * be complicated.  Fortunately, there's no good reason to try
993  * to handle preemption here.
994  *
995  * R/EBX contains the GSBASE related information depending on the
996  * availability of the FSGSBASE instructions:
997  *
998  * FSGSBASE     R/EBX
999  *     N        0 -> SWAPGS on exit
1000  *              1 -> no SWAPGS on exit
1001  *
1002  *     Y        User space GSBASE, must be restored unconditionally
1003  *
1004  * R14 - old CR3
1005  * R15 - old SPEC_CTRL
1006  */
1007 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_exit)
1008         UNWIND_HINT_REGS
1009
1010         /*
1011          * Must restore IBRS state before both CR3 and %GS since we need access
1012          * to the per-CPU x86_spec_ctrl_shadow variable.
1013          */
1014         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1015
1016         /*
1017          * The order of operations is important. RESTORE_CR3 requires
1018          * kernel GSBASE.
1019          *
1020          * NB to anyone to try to optimize this code: this code does
1021          * not execute at all for exceptions from user mode. Those
1022          * exceptions go through error_exit instead.
1023          */
1024         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1025
1026         /* Handle the three GSBASE cases */
1027         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_exit_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1028
1029         /* With FSGSBASE enabled, unconditionally restore GSBASE */
1030         wrgsbase        %rbx
1031         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1032
1033 .Lparanoid_exit_checkgs:
1034         /* On non-FSGSBASE systems, conditionally do SWAPGS */
1035         testl           %ebx, %ebx
1036         jnz             restore_regs_and_return_to_kernel
1037
1038         /* We are returning to a context with user GSBASE */
1039         swapgs
1040         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1041 SYM_CODE_END(paranoid_exit)
1042
1043 /*
1044  * Switch GS and CR3 if needed.
1045  */
1046 SYM_CODE_START_LOCAL(error_entry)
1047         UNWIND_HINT_FUNC
1048
1049         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1050         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1051
1052         testb   $3, CS+8(%rsp)
1053         jz      .Lerror_kernelspace
1054
1055         /*
1056          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1057          * from user mode due to an IRET fault.
1058          */
1059         swapgs
1060         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1061         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1062         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1063         IBRS_ENTER
1064         UNTRAIN_RET
1065
1066         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1067 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1068
1069         /* Put us onto the real thread stack. */
1070         call    sync_regs
1071         RET
1072
1073         /*
1074          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1075          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1076          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1077          * for these here too.
1078          */
1079 .Lerror_kernelspace:
1080         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1081         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1082         je      .Lerror_bad_iret
1083         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1084         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1085         je      .Lbstep_iret
1086         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1087         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1088
1089         /*
1090          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1091          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1092          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1093          */
1094         swapgs
1095
1096         /*
1097          * Issue an LFENCE to prevent GS speculation, regardless of whether it is a
1098          * kernel or user gsbase.
1099          */
1100 .Lerror_entry_done_lfence:
1101         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1102         leaq    8(%rsp), %rax                   /* return pt_regs pointer */
1103         ANNOTATE_UNRET_END
1104         RET
1105
1106 .Lbstep_iret:
1107         /* Fix truncated RIP */
1108         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1109         /* fall through */
1110
1111 .Lerror_bad_iret:
1112         /*
1113          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1114          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1115          */
1116         swapgs
1117         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1118         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1119         IBRS_ENTER
1120         UNTRAIN_RET
1121
1122         /*
1123          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1124          * as if we faulted immediately after IRET.
1125          */
1126         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1127         call    fixup_bad_iret
1128         mov     %rax, %rdi
1129         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1130 SYM_CODE_END(error_entry)
1131
1132 SYM_CODE_START_LOCAL(error_return)
1133         UNWIND_HINT_REGS
1134         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
1135         testb   $3, CS(%rsp)
1136         jz      restore_regs_and_return_to_kernel
1137         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1138 SYM_CODE_END(error_return)
1139
1140 /*
1141  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1142  * so we can use real assembly here.
1143  *
1144  * Registers:
1145  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1146  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1147  */
1148 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1149         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1150         ENDBR
1151
1152         /*
1153          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1154          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1155          * This means that we can have nested NMIs where the next
1156          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1157          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1158          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1159          * anyway.
1160          *
1161          * To handle this case we do the following:
1162          *  Check the a special location on the stack that contains
1163          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1164          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1165          *  is an NMI stack.
1166          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1167          *  stack then:
1168          *    o Set the special variable on the stack
1169          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1170          *      stack
1171          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1172          *    o Continue processing the NMI
1173          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1174          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1175          *    o return back to the first NMI
1176          *
1177          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1178          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1179          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1180          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1181          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1182          * NMI.
1183          *
1184          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1185          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1186          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1187          * other IST entries.
1188          */
1189
1190         ASM_CLAC
1191         cld
1192
1193         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1194         pushq   %rdx
1195
1196         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1197         jz      .Lnmi_from_kernel
1198
1199         /*
1200          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1201          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1202          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1203          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1204          * are off.
1205          *
1206          * We also must not push anything to the stack before switching
1207          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1208          */
1209
1210         swapgs
1211         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1212         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1213         movq    %rsp, %rdx
1214         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1215         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1216         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1217         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1218         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1219         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1220         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1221         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1222         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1223         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1224         ENCODE_FRAME_POINTER
1225
1226         IBRS_ENTER
1227         UNTRAIN_RET
1228
1229         /*
1230          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1231          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1232          * done with the NMI stack.
1233          */
1234
1235         movq    %rsp, %rdi
1236         movq    $-1, %rsi
1237         call    exc_nmi
1238
1239         /*
1240          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1241          * work, because we don't want to enable interrupts.
1242          */
1243         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1244
1245 .Lnmi_from_kernel:
1246         /*
1247          * Here's what our stack frame will look like:
1248          * +---------------------------------------------------------+
1249          * | original SS                                             |
1250          * | original Return RSP                                     |
1251          * | original RFLAGS                                         |
1252          * | original CS                                             |
1253          * | original RIP                                            |
1254          * +---------------------------------------------------------+
1255          * | temp storage for rdx                                    |
1256          * +---------------------------------------------------------+
1257          * | "NMI executing" variable                                |
1258          * +---------------------------------------------------------+
1259          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1260          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1261          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1262          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1263          * | iret RIP         }                                      |
1264          * +---------------------------------------------------------+
1265          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1266          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1267          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1268          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1269          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1270          * +---------------------------------------------------------+
1271          * | pt_regs                                                 |
1272          * +---------------------------------------------------------+
1273          *
1274          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1275          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1276          * space for the asm code here.
1277          *
1278          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1279          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1280          * processing.
1281          *
1282          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1283          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1284          * frame pointing to the final return target.
1285          */
1286
1287         /*
1288          * Determine whether we're a nested NMI.
1289          *
1290          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1291          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1292          * modify the "iret" frame because it's being written by
1293          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1294          * about to about to call exc_nmi() anyway, so we can just
1295          * resume the outer NMI.
1296          */
1297
1298         movq    $repeat_nmi, %rdx
1299         cmpq    8(%rsp), %rdx
1300         ja      1f
1301         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1302         cmpq    8(%rsp), %rdx
1303         ja      nested_nmi_out
1304 1:
1305
1306         /*
1307          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1308          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1309          * before IRET.
1310          */
1311         cmpl    $1, -8(%rsp)
1312         je      nested_nmi
1313
1314         /*
1315          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1316          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1317          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1318          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1319          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1320          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1321          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1322          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1323          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1324          * "NMI executing".
1325          */
1326         lea     6*8(%rsp), %rdx
1327         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1328         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1329         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1330         ja      first_nmi
1331
1332         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1333         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1334         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1335         jb      first_nmi
1336
1337         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1338
1339         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1340         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1341
1342         /* This is a nested NMI. */
1343
1344 nested_nmi:
1345         /*
1346          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1347          * iteration of NMI handling.
1348          */
1349         subq    $8, %rsp
1350         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1351         pushq   $__KERNEL_DS
1352         pushq   %rdx
1353         pushfq
1354         pushq   $__KERNEL_CS
1355         pushq   $repeat_nmi
1356
1357         /* Put stack back */
1358         addq    $(6*8), %rsp
1359
1360 nested_nmi_out:
1361         popq    %rdx
1362
1363         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1364         iretq
1365
1366 first_nmi:
1367         /* Restore rdx. */
1368         movq    (%rsp), %rdx
1369
1370         /* Make room for "NMI executing". */
1371         pushq   $0
1372
1373         /* Leave room for the "iret" frame */
1374         subq    $(5*8), %rsp
1375
1376         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1377         .rept 5
1378         pushq   11*8(%rsp)
1379         .endr
1380         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1381
1382         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1383
1384 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1385         /*
1386          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1387          * default because IRET is very expensive.
1388          */
1389         pushq   $0              /* SS */
1390         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1391         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1392         pushfq                  /* RFLAGS */
1393         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1394         pushq   $1f             /* RIP */
1395         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1396         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1397 1:
1398 #endif
1399
1400 repeat_nmi:
1401         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1402         /*
1403          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1404          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1405          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1406          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1407          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1408          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1409          * NMI will update.
1410          *
1411          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1412          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1413          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1414          * gsbase if needed before we call exc_nmi().  "NMI executing"
1415          * is zero.
1416          */
1417         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1418
1419         /*
1420          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1421          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1422          * it or it will end up containing garbage.
1423          */
1424         addq    $(10*8), %rsp
1425         .rept 5
1426         pushq   -6*8(%rsp)
1427         .endr
1428         subq    $(5*8), %rsp
1429 end_repeat_nmi:
1430         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1431
1432         /*
1433          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1434          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1435          * frame to point back to repeat_nmi.
1436          */
1437         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1438
1439         /*
1440          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1441          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1442          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1443          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1444          * exceptions might do.
1445          */
1446         call    paranoid_entry
1447         UNWIND_HINT_REGS
1448
1449         movq    %rsp, %rdi
1450         movq    $-1, %rsi
1451         call    exc_nmi
1452
1453         /* Always restore stashed SPEC_CTRL value (see paranoid_entry) */
1454         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1455
1456         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1457         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1458
1459         /*
1460          * The above invocation of paranoid_entry stored the GSBASE
1461          * related information in R/EBX depending on the availability
1462          * of FSGSBASE.
1463          *
1464          * If FSGSBASE is enabled, restore the saved GSBASE value
1465          * unconditionally, otherwise take the conditional SWAPGS path.
1466          */
1467         ALTERNATIVE "jmp nmi_no_fsgsbase", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1468
1469         wrgsbase        %rbx
1470         jmp     nmi_restore
1471
1472 nmi_no_fsgsbase:
1473         /* EBX == 0 -> invoke SWAPGS */
1474         testl   %ebx, %ebx
1475         jnz     nmi_restore
1476
1477 nmi_swapgs:
1478         swapgs
1479
1480 nmi_restore:
1481         POP_REGS
1482
1483         /*
1484          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1485          * at the "iret" frame.
1486          */
1487         addq    $6*8, %rsp
1488
1489         /*
1490          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1491          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1492          * the SYSCALL entry and exit paths.
1493          *
1494          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1495          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1496          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1497          */
1498         std
1499         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1500
1501         /*
1502          * Skip CLEAR_CPU_BUFFERS here, since it only helps in rare cases like
1503          * NMI in kernel after user state is restored. For an unprivileged user
1504          * these conditions are hard to meet.
1505          */
1506
1507         /*
1508          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1509          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1510          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1511          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1512          */
1513         iretq
1514 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1515
1516 #ifndef CONFIG_IA32_EMULATION
1517 /*
1518  * This handles SYSCALL from 32-bit code.  There is no way to program
1519  * MSRs to fully disable 32-bit SYSCALL.
1520  */
1521 SYM_CODE_START(ignore_sysret)
1522         UNWIND_HINT_EMPTY
1523         ENDBR
1524         mov     $-ENOSYS, %eax
1525         CLEAR_CPU_BUFFERS
1526         sysretl
1527 SYM_CODE_END(ignore_sysret)
1528 #endif
1529
1530 .pushsection .text, "ax"
1531 SYM_CODE_START(rewind_stack_and_make_dead)
1532         UNWIND_HINT_FUNC
1533         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1534         xorl    %ebp, %ebp
1535
1536         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1537         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1538         UNWIND_HINT_REGS
1539
1540         call    make_task_dead
1541 SYM_CODE_END(rewind_stack_and_make_dead)
1542 .popsection
1543
1544 /*
1545  * This sequence executes branches in order to remove user branch information
1546  * from the branch history tracker in the Branch Predictor, therefore removing
1547  * user influence on subsequent BTB lookups.
1548  *
1549  * It should be used on parts prior to Alder Lake. Newer parts should use the
1550  * BHI_DIS_S hardware control instead. If a pre-Alder Lake part is being
1551  * virtualized on newer hardware the VMM should protect against BHI attacks by
1552  * setting BHI_DIS_S for the guests.
1553  *
1554  * CALLs/RETs are necessary to prevent Loop Stream Detector(LSD) from engaging
1555  * and not clearing the branch history. The call tree looks like:
1556  *
1557  * call 1
1558  *    call 2
1559  *      call 2
1560  *        call 2
1561  *          call 2
1562  *            call 2
1563  *            ret
1564  *          ret
1565  *        ret
1566  *      ret
1567  *    ret
1568  * ret
1569  *
1570  * This means that the stack is non-constant and ORC can't unwind it with %rsp
1571  * alone.  Therefore we unconditionally set up the frame pointer, which allows
1572  * ORC to unwind properly.
1573  *
1574  * The alignment is for performance and not for safety, and may be safely
1575  * refactored in the future if needed.
1576  */
1577 SYM_FUNC_START(clear_bhb_loop)
1578         push    %rbp
1579         mov     %rsp, %rbp
1580         movl    $5, %ecx
1581         ANNOTATE_INTRA_FUNCTION_CALL
1582         call    1f
1583         jmp     5f
1584         .align 64, 0xcc
1585         ANNOTATE_INTRA_FUNCTION_CALL
1586 1:      call    2f
1587         RET
1588         .align 64, 0xcc
1589 2:      movl    $5, %eax
1590 3:      jmp     4f
1591         nop
1592 4:      sub     $1, %eax
1593         jnz     3b
1594         sub     $1, %ecx
1595         jnz     1b
1596         RET
1597 5:      lfence
1598         pop     %rbp
1599         RET
1600 SYM_FUNC_END(clear_bhb_loop)
1601 EXPORT_SYMBOL_GPL(clear_bhb_loop)
1602 STACK_FRAME_NON_STANDARD(clear_bhb_loop)