Merge tag 'v6.8-rc4' into x86/percpu, to resolve conflicts and refresh the branch
[linux-2.6-block.git] / arch / x86 / entry / entry_32.S
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  *  Copyright (C) 1991,1992  Linus Torvalds
4  *
5  * entry_32.S contains the system-call and low-level fault and trap handling routines.
6  *
7  * Stack layout while running C code:
8  *      ptrace needs to have all registers on the stack.
9  *      If the order here is changed, it needs to be
10  *      updated in fork.c:copy_process(), signal.c:do_signal(),
11  *      ptrace.c and ptrace.h
12  *
13  *       0(%esp) - %ebx
14  *       4(%esp) - %ecx
15  *       8(%esp) - %edx
16  *       C(%esp) - %esi
17  *      10(%esp) - %edi
18  *      14(%esp) - %ebp
19  *      18(%esp) - %eax
20  *      1C(%esp) - %ds
21  *      20(%esp) - %es
22  *      24(%esp) - %fs
23  *      28(%esp) - unused -- was %gs on old stackprotector kernels
24  *      2C(%esp) - orig_eax
25  *      30(%esp) - %eip
26  *      34(%esp) - %cs
27  *      38(%esp) - %eflags
28  *      3C(%esp) - %oldesp
29  *      40(%esp) - %oldss
30  */
31
32 #include <linux/linkage.h>
33 #include <linux/err.h>
34 #include <asm/thread_info.h>
35 #include <asm/irqflags.h>
36 #include <asm/errno.h>
37 #include <asm/segment.h>
38 #include <asm/smp.h>
39 #include <asm/percpu.h>
40 #include <asm/processor-flags.h>
41 #include <asm/irq_vectors.h>
42 #include <asm/cpufeatures.h>
43 #include <asm/alternative.h>
44 #include <asm/asm.h>
45 #include <asm/smap.h>
46 #include <asm/frame.h>
47 #include <asm/trapnr.h>
48 #include <asm/nospec-branch.h>
49
50 #include "calling.h"
51
52         .section .entry.text, "ax"
53
54 #define PTI_SWITCH_MASK         (1 << PAGE_SHIFT)
55
56 /* Unconditionally switch to user cr3 */
57 .macro SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg:req
58         ALTERNATIVE "jmp .Lend_\@", "", X86_FEATURE_PTI
59
60         movl    %cr3, \scratch_reg
61         orl     $PTI_SWITCH_MASK, \scratch_reg
62         movl    \scratch_reg, %cr3
63 .Lend_\@:
64 .endm
65
66 .macro BUG_IF_WRONG_CR3 no_user_check=0
67 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
68         ALTERNATIVE "jmp .Lend_\@", "", X86_FEATURE_PTI
69         .if \no_user_check == 0
70         /* coming from usermode? */
71         testl   $USER_SEGMENT_RPL_MASK, PT_CS(%esp)
72         jz      .Lend_\@
73         .endif
74         /* On user-cr3? */
75         movl    %cr3, %eax
76         testl   $PTI_SWITCH_MASK, %eax
77         jnz     .Lend_\@
78         /* From userspace with kernel cr3 - BUG */
79         ud2
80 .Lend_\@:
81 #endif
82 .endm
83
84 /*
85  * Switch to kernel cr3 if not already loaded and return current cr3 in
86  * \scratch_reg
87  */
88 .macro SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg:req
89         ALTERNATIVE "jmp .Lend_\@", "", X86_FEATURE_PTI
90         movl    %cr3, \scratch_reg
91         /* Test if we are already on kernel CR3 */
92         testl   $PTI_SWITCH_MASK, \scratch_reg
93         jz      .Lend_\@
94         andl    $(~PTI_SWITCH_MASK), \scratch_reg
95         movl    \scratch_reg, %cr3
96         /* Return original CR3 in \scratch_reg */
97         orl     $PTI_SWITCH_MASK, \scratch_reg
98 .Lend_\@:
99 .endm
100
101 #define CS_FROM_ENTRY_STACK     (1 << 31)
102 #define CS_FROM_USER_CR3        (1 << 30)
103 #define CS_FROM_KERNEL          (1 << 29)
104 #define CS_FROM_ESPFIX          (1 << 28)
105
106 .macro FIXUP_FRAME
107         /*
108          * The high bits of the CS dword (__csh) are used for CS_FROM_*.
109          * Clear them in case hardware didn't do this for us.
110          */
111         andl    $0x0000ffff, 4*4(%esp)
112
113 #ifdef CONFIG_VM86
114         testl   $X86_EFLAGS_VM, 5*4(%esp)
115         jnz     .Lfrom_usermode_no_fixup_\@
116 #endif
117         testl   $USER_SEGMENT_RPL_MASK, 4*4(%esp)
118         jnz     .Lfrom_usermode_no_fixup_\@
119
120         orl     $CS_FROM_KERNEL, 4*4(%esp)
121
122         /*
123          * When we're here from kernel mode; the (exception) stack looks like:
124          *
125          *  6*4(%esp) - <previous context>
126          *  5*4(%esp) - flags
127          *  4*4(%esp) - cs
128          *  3*4(%esp) - ip
129          *  2*4(%esp) - orig_eax
130          *  1*4(%esp) - gs / function
131          *  0*4(%esp) - fs
132          *
133          * Lets build a 5 entry IRET frame after that, such that struct pt_regs
134          * is complete and in particular regs->sp is correct. This gives us
135          * the original 6 entries as gap:
136          *
137          * 14*4(%esp) - <previous context>
138          * 13*4(%esp) - gap / flags
139          * 12*4(%esp) - gap / cs
140          * 11*4(%esp) - gap / ip
141          * 10*4(%esp) - gap / orig_eax
142          *  9*4(%esp) - gap / gs / function
143          *  8*4(%esp) - gap / fs
144          *  7*4(%esp) - ss
145          *  6*4(%esp) - sp
146          *  5*4(%esp) - flags
147          *  4*4(%esp) - cs
148          *  3*4(%esp) - ip
149          *  2*4(%esp) - orig_eax
150          *  1*4(%esp) - gs / function
151          *  0*4(%esp) - fs
152          */
153
154         pushl   %ss             # ss
155         pushl   %esp            # sp (points at ss)
156         addl    $7*4, (%esp)    # point sp back at the previous context
157         pushl   7*4(%esp)       # flags
158         pushl   7*4(%esp)       # cs
159         pushl   7*4(%esp)       # ip
160         pushl   7*4(%esp)       # orig_eax
161         pushl   7*4(%esp)       # gs / function
162         pushl   7*4(%esp)       # fs
163 .Lfrom_usermode_no_fixup_\@:
164 .endm
165
166 .macro IRET_FRAME
167         /*
168          * We're called with %ds, %es, %fs, and %gs from the interrupted
169          * frame, so we shouldn't use them.  Also, we may be in ESPFIX
170          * mode and therefore have a nonzero SS base and an offset ESP,
171          * so any attempt to access the stack needs to use SS.  (except for
172          * accesses through %esp, which automatically use SS.)
173          */
174         testl $CS_FROM_KERNEL, 1*4(%esp)
175         jz .Lfinished_frame_\@
176
177         /*
178          * Reconstruct the 3 entry IRET frame right after the (modified)
179          * regs->sp without lowering %esp in between, such that an NMI in the
180          * middle doesn't scribble our stack.
181          */
182         pushl   %eax
183         pushl   %ecx
184         movl    5*4(%esp), %eax         # (modified) regs->sp
185
186         movl    4*4(%esp), %ecx         # flags
187         movl    %ecx, %ss:-1*4(%eax)
188
189         movl    3*4(%esp), %ecx         # cs
190         andl    $0x0000ffff, %ecx
191         movl    %ecx, %ss:-2*4(%eax)
192
193         movl    2*4(%esp), %ecx         # ip
194         movl    %ecx, %ss:-3*4(%eax)
195
196         movl    1*4(%esp), %ecx         # eax
197         movl    %ecx, %ss:-4*4(%eax)
198
199         popl    %ecx
200         lea     -4*4(%eax), %esp
201         popl    %eax
202 .Lfinished_frame_\@:
203 .endm
204
205 .macro SAVE_ALL pt_regs_ax=%eax switch_stacks=0 skip_gs=0 unwind_espfix=0
206         cld
207 .if \skip_gs == 0
208         pushl   $0
209 .endif
210         pushl   %fs
211
212         pushl   %eax
213         movl    $(__KERNEL_PERCPU), %eax
214         movl    %eax, %fs
215 .if \unwind_espfix > 0
216         UNWIND_ESPFIX_STACK
217 .endif
218         popl    %eax
219
220         FIXUP_FRAME
221         pushl   %es
222         pushl   %ds
223         pushl   \pt_regs_ax
224         pushl   %ebp
225         pushl   %edi
226         pushl   %esi
227         pushl   %edx
228         pushl   %ecx
229         pushl   %ebx
230         movl    $(__USER_DS), %edx
231         movl    %edx, %ds
232         movl    %edx, %es
233         /* Switch to kernel stack if necessary */
234 .if \switch_stacks > 0
235         SWITCH_TO_KERNEL_STACK
236 .endif
237 .endm
238
239 .macro SAVE_ALL_NMI cr3_reg:req unwind_espfix=0
240         SAVE_ALL unwind_espfix=\unwind_espfix
241
242         BUG_IF_WRONG_CR3
243
244         /*
245          * Now switch the CR3 when PTI is enabled.
246          *
247          * We can enter with either user or kernel cr3, the code will
248          * store the old cr3 in \cr3_reg and switches to the kernel cr3
249          * if necessary.
250          */
251         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=\cr3_reg
252
253 .Lend_\@:
254 .endm
255
256 .macro RESTORE_INT_REGS
257         popl    %ebx
258         popl    %ecx
259         popl    %edx
260         popl    %esi
261         popl    %edi
262         popl    %ebp
263         popl    %eax
264 .endm
265
266 .macro RESTORE_REGS pop=0
267         RESTORE_INT_REGS
268 1:      popl    %ds
269 2:      popl    %es
270 3:      popl    %fs
271 4:      addl    $(4 + \pop), %esp       /* pop the unused "gs" slot */
272         IRET_FRAME
273
274         /*
275          * There is no _ASM_EXTABLE_TYPE_REG() for ASM, however since this is
276          * ASM the registers are known and we can trivially hard-code them.
277          */
278         _ASM_EXTABLE_TYPE(1b, 2b, EX_TYPE_POP_ZERO|EX_REG_DS)
279         _ASM_EXTABLE_TYPE(2b, 3b, EX_TYPE_POP_ZERO|EX_REG_ES)
280         _ASM_EXTABLE_TYPE(3b, 4b, EX_TYPE_POP_ZERO|EX_REG_FS)
281 .endm
282
283 .macro RESTORE_ALL_NMI cr3_reg:req pop=0
284         /*
285          * Now switch the CR3 when PTI is enabled.
286          *
287          * We enter with kernel cr3 and switch the cr3 to the value
288          * stored on \cr3_reg, which is either a user or a kernel cr3.
289          */
290         ALTERNATIVE "jmp .Lswitched_\@", "", X86_FEATURE_PTI
291
292         testl   $PTI_SWITCH_MASK, \cr3_reg
293         jz      .Lswitched_\@
294
295         /* User cr3 in \cr3_reg - write it to hardware cr3 */
296         movl    \cr3_reg, %cr3
297
298 .Lswitched_\@:
299
300         BUG_IF_WRONG_CR3
301
302         RESTORE_REGS pop=\pop
303 .endm
304
305 .macro CHECK_AND_APPLY_ESPFIX
306 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
307 #define GDT_ESPFIX_OFFSET (GDT_ENTRY_ESPFIX_SS * 8)
308 #define GDT_ESPFIX_SS PER_CPU_VAR(gdt_page + GDT_ESPFIX_OFFSET)
309
310         ALTERNATIVE     "jmp .Lend_\@", "", X86_BUG_ESPFIX
311
312         movl    PT_EFLAGS(%esp), %eax           # mix EFLAGS, SS and CS
313         /*
314          * Warning: PT_OLDSS(%esp) contains the wrong/random values if we
315          * are returning to the kernel.
316          * See comments in process.c:copy_thread() for details.
317          */
318         movb    PT_OLDSS(%esp), %ah
319         movb    PT_CS(%esp), %al
320         andl    $(X86_EFLAGS_VM | (SEGMENT_TI_MASK << 8) | SEGMENT_RPL_MASK), %eax
321         cmpl    $((SEGMENT_LDT << 8) | USER_RPL), %eax
322         jne     .Lend_\@        # returning to user-space with LDT SS
323
324         /*
325          * Setup and switch to ESPFIX stack
326          *
327          * We're returning to userspace with a 16 bit stack. The CPU will not
328          * restore the high word of ESP for us on executing iret... This is an
329          * "official" bug of all the x86-compatible CPUs, which we can work
330          * around to make dosemu and wine happy. We do this by preloading the
331          * high word of ESP with the high word of the userspace ESP while
332          * compensating for the offset by changing to the ESPFIX segment with
333          * a base address that matches for the difference.
334          */
335         mov     %esp, %edx                      /* load kernel esp */
336         mov     PT_OLDESP(%esp), %eax           /* load userspace esp */
337         mov     %dx, %ax                        /* eax: new kernel esp */
338         sub     %eax, %edx                      /* offset (low word is 0) */
339         shr     $16, %edx
340         mov     %dl, GDT_ESPFIX_SS + 4          /* bits 16..23 */
341         mov     %dh, GDT_ESPFIX_SS + 7          /* bits 24..31 */
342         pushl   $__ESPFIX_SS
343         pushl   %eax                            /* new kernel esp */
344         /*
345          * Disable interrupts, but do not irqtrace this section: we
346          * will soon execute iret and the tracer was already set to
347          * the irqstate after the IRET:
348          */
349         cli
350         lss     (%esp), %esp                    /* switch to espfix segment */
351 .Lend_\@:
352 #endif /* CONFIG_X86_ESPFIX32 */
353 .endm
354
355 /*
356  * Called with pt_regs fully populated and kernel segments loaded,
357  * so we can access PER_CPU and use the integer registers.
358  *
359  * We need to be very careful here with the %esp switch, because an NMI
360  * can happen everywhere. If the NMI handler finds itself on the
361  * entry-stack, it will overwrite the task-stack and everything we
362  * copied there. So allocate the stack-frame on the task-stack and
363  * switch to it before we do any copying.
364  */
365
366 .macro SWITCH_TO_KERNEL_STACK
367
368         BUG_IF_WRONG_CR3
369
370         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%eax
371
372         /*
373          * %eax now contains the entry cr3 and we carry it forward in
374          * that register for the time this macro runs
375          */
376
377         /* Are we on the entry stack? Bail out if not! */
378         movl    PER_CPU_VAR(cpu_entry_area), %ecx
379         addl    $CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + SIZEOF_entry_stack, %ecx
380         subl    %esp, %ecx      /* ecx = (end of entry_stack) - esp */
381         cmpl    $SIZEOF_entry_stack, %ecx
382         jae     .Lend_\@
383
384         /* Load stack pointer into %esi and %edi */
385         movl    %esp, %esi
386         movl    %esi, %edi
387
388         /* Move %edi to the top of the entry stack */
389         andl    $(MASK_entry_stack), %edi
390         addl    $(SIZEOF_entry_stack), %edi
391
392         /* Load top of task-stack into %edi */
393         movl    TSS_entry2task_stack(%edi), %edi
394
395         /* Special case - entry from kernel mode via entry stack */
396 #ifdef CONFIG_VM86
397         movl    PT_EFLAGS(%esp), %ecx           # mix EFLAGS and CS
398         movb    PT_CS(%esp), %cl
399         andl    $(X86_EFLAGS_VM | SEGMENT_RPL_MASK), %ecx
400 #else
401         movl    PT_CS(%esp), %ecx
402         andl    $SEGMENT_RPL_MASK, %ecx
403 #endif
404         cmpl    $USER_RPL, %ecx
405         jb      .Lentry_from_kernel_\@
406
407         /* Bytes to copy */
408         movl    $PTREGS_SIZE, %ecx
409
410 #ifdef CONFIG_VM86
411         testl   $X86_EFLAGS_VM, PT_EFLAGS(%esi)
412         jz      .Lcopy_pt_regs_\@
413
414         /*
415          * Stack-frame contains 4 additional segment registers when
416          * coming from VM86 mode
417          */
418         addl    $(4 * 4), %ecx
419
420 #endif
421 .Lcopy_pt_regs_\@:
422
423         /* Allocate frame on task-stack */
424         subl    %ecx, %edi
425
426         /* Switch to task-stack */
427         movl    %edi, %esp
428
429         /*
430          * We are now on the task-stack and can safely copy over the
431          * stack-frame
432          */
433         shrl    $2, %ecx
434         cld
435         rep movsl
436
437         jmp .Lend_\@
438
439 .Lentry_from_kernel_\@:
440
441         /*
442          * This handles the case when we enter the kernel from
443          * kernel-mode and %esp points to the entry-stack. When this
444          * happens we need to switch to the task-stack to run C code,
445          * but switch back to the entry-stack again when we approach
446          * iret and return to the interrupted code-path. This usually
447          * happens when we hit an exception while restoring user-space
448          * segment registers on the way back to user-space or when the
449          * sysenter handler runs with eflags.tf set.
450          *
451          * When we switch to the task-stack here, we can't trust the
452          * contents of the entry-stack anymore, as the exception handler
453          * might be scheduled out or moved to another CPU. Therefore we
454          * copy the complete entry-stack to the task-stack and set a
455          * marker in the iret-frame (bit 31 of the CS dword) to detect
456          * what we've done on the iret path.
457          *
458          * On the iret path we copy everything back and switch to the
459          * entry-stack, so that the interrupted kernel code-path
460          * continues on the same stack it was interrupted with.
461          *
462          * Be aware that an NMI can happen anytime in this code.
463          *
464          * %esi: Entry-Stack pointer (same as %esp)
465          * %edi: Top of the task stack
466          * %eax: CR3 on kernel entry
467          */
468
469         /* Calculate number of bytes on the entry stack in %ecx */
470         movl    %esi, %ecx
471
472         /* %ecx to the top of entry-stack */
473         andl    $(MASK_entry_stack), %ecx
474         addl    $(SIZEOF_entry_stack), %ecx
475
476         /* Number of bytes on the entry stack to %ecx */
477         sub     %esi, %ecx
478
479         /* Mark stackframe as coming from entry stack */
480         orl     $CS_FROM_ENTRY_STACK, PT_CS(%esp)
481
482         /*
483          * Test the cr3 used to enter the kernel and add a marker
484          * so that we can switch back to it before iret.
485          */
486         testl   $PTI_SWITCH_MASK, %eax
487         jz      .Lcopy_pt_regs_\@
488         orl     $CS_FROM_USER_CR3, PT_CS(%esp)
489
490         /*
491          * %esi and %edi are unchanged, %ecx contains the number of
492          * bytes to copy. The code at .Lcopy_pt_regs_\@ will allocate
493          * the stack-frame on task-stack and copy everything over
494          */
495         jmp .Lcopy_pt_regs_\@
496
497 .Lend_\@:
498 .endm
499
500 /*
501  * Switch back from the kernel stack to the entry stack.
502  *
503  * The %esp register must point to pt_regs on the task stack. It will
504  * first calculate the size of the stack-frame to copy, depending on
505  * whether we return to VM86 mode or not. With that it uses 'rep movsl'
506  * to copy the contents of the stack over to the entry stack.
507  *
508  * We must be very careful here, as we can't trust the contents of the
509  * task-stack once we switched to the entry-stack. When an NMI happens
510  * while on the entry-stack, the NMI handler will switch back to the top
511  * of the task stack, overwriting our stack-frame we are about to copy.
512  * Therefore we switch the stack only after everything is copied over.
513  */
514 .macro SWITCH_TO_ENTRY_STACK
515
516         /* Bytes to copy */
517         movl    $PTREGS_SIZE, %ecx
518
519 #ifdef CONFIG_VM86
520         testl   $(X86_EFLAGS_VM), PT_EFLAGS(%esp)
521         jz      .Lcopy_pt_regs_\@
522
523         /* Additional 4 registers to copy when returning to VM86 mode */
524         addl    $(4 * 4), %ecx
525
526 .Lcopy_pt_regs_\@:
527 #endif
528
529         /* Initialize source and destination for movsl */
530         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %edi
531         subl    %ecx, %edi
532         movl    %esp, %esi
533
534         /* Save future stack pointer in %ebx */
535         movl    %edi, %ebx
536
537         /* Copy over the stack-frame */
538         shrl    $2, %ecx
539         cld
540         rep movsl
541
542         /*
543          * Switch to entry-stack - needs to happen after everything is
544          * copied because the NMI handler will overwrite the task-stack
545          * when on entry-stack
546          */
547         movl    %ebx, %esp
548
549 .Lend_\@:
550 .endm
551
552 /*
553  * This macro handles the case when we return to kernel-mode on the iret
554  * path and have to switch back to the entry stack and/or user-cr3
555  *
556  * See the comments below the .Lentry_from_kernel_\@ label in the
557  * SWITCH_TO_KERNEL_STACK macro for more details.
558  */
559 .macro PARANOID_EXIT_TO_KERNEL_MODE
560
561         /*
562          * Test if we entered the kernel with the entry-stack. Most
563          * likely we did not, because this code only runs on the
564          * return-to-kernel path.
565          */
566         testl   $CS_FROM_ENTRY_STACK, PT_CS(%esp)
567         jz      .Lend_\@
568
569         /* Unlikely slow-path */
570
571         /* Clear marker from stack-frame */
572         andl    $(~CS_FROM_ENTRY_STACK), PT_CS(%esp)
573
574         /* Copy the remaining task-stack contents to entry-stack */
575         movl    %esp, %esi
576         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %edi
577
578         /* Bytes on the task-stack to ecx */
579         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp1), %ecx
580         subl    %esi, %ecx
581
582         /* Allocate stack-frame on entry-stack */
583         subl    %ecx, %edi
584
585         /*
586          * Save future stack-pointer, we must not switch until the
587          * copy is done, otherwise the NMI handler could destroy the
588          * contents of the task-stack we are about to copy.
589          */
590         movl    %edi, %ebx
591
592         /* Do the copy */
593         shrl    $2, %ecx
594         cld
595         rep movsl
596
597         /* Safe to switch to entry-stack now */
598         movl    %ebx, %esp
599
600         /*
601          * We came from entry-stack and need to check if we also need to
602          * switch back to user cr3.
603          */
604         testl   $CS_FROM_USER_CR3, PT_CS(%esp)
605         jz      .Lend_\@
606
607         /* Clear marker from stack-frame */
608         andl    $(~CS_FROM_USER_CR3), PT_CS(%esp)
609
610         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
611
612 .Lend_\@:
613 .endm
614
615 /**
616  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
617  * @vector:             Vector number
618  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
619  * @cfunc:              C function to be called
620  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
621  */
622 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
623 SYM_CODE_START(\asmsym)
624         ASM_CLAC
625         cld
626
627         .if \has_error_code == 0
628                 pushl   $0              /* Clear the error code */
629         .endif
630
631         /* Push the C-function address into the GS slot */
632         pushl   $\cfunc
633         /* Invoke the common exception entry */
634         jmp     handle_exception
635 SYM_CODE_END(\asmsym)
636 .endm
637
638 .macro idtentry_irq vector cfunc
639         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
640 SYM_CODE_START_LOCAL(asm_\cfunc)
641         ASM_CLAC
642         SAVE_ALL switch_stacks=1
643         ENCODE_FRAME_POINTER
644         movl    %esp, %eax
645         movl    PT_ORIG_EAX(%esp), %edx         /* get the vector from stack */
646         movl    $-1, PT_ORIG_EAX(%esp)          /* no syscall to restart */
647         call    \cfunc
648         jmp     handle_exception_return
649 SYM_CODE_END(asm_\cfunc)
650 .endm
651
652 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
653         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
654 .endm
655
656 /*
657  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
658  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
659  * so the stacktrace boundary checks work.
660  */
661         .align 16
662         .globl __irqentry_text_start
663 __irqentry_text_start:
664
665 #include <asm/idtentry.h>
666
667         .align 16
668         .globl __irqentry_text_end
669 __irqentry_text_end:
670
671 /*
672  * %eax: prev task
673  * %edx: next task
674  */
675 .pushsection .text, "ax"
676 SYM_CODE_START(__switch_to_asm)
677         /*
678          * Save callee-saved registers
679          * This must match the order in struct inactive_task_frame
680          */
681         pushl   %ebp
682         pushl   %ebx
683         pushl   %edi
684         pushl   %esi
685         /*
686          * Flags are saved to prevent AC leakage. This could go
687          * away if objtool would have 32bit support to verify
688          * the STAC/CLAC correctness.
689          */
690         pushfl
691
692         /* switch stack */
693         movl    %esp, TASK_threadsp(%eax)
694         movl    TASK_threadsp(%edx), %esp
695
696 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
697         movl    TASK_stack_canary(%edx), %ebx
698         movl    %ebx, PER_CPU_VAR(__stack_chk_guard)
699 #endif
700
701         /*
702          * When switching from a shallower to a deeper call stack
703          * the RSB may either underflow or use entries populated
704          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
705          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
706          * speculative execution to prevent attack.
707          */
708         FILL_RETURN_BUFFER %ebx, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
709
710         /* Restore flags or the incoming task to restore AC state. */
711         popfl
712         /* restore callee-saved registers */
713         popl    %esi
714         popl    %edi
715         popl    %ebx
716         popl    %ebp
717
718         jmp     __switch_to
719 SYM_CODE_END(__switch_to_asm)
720 .popsection
721
722 /*
723  * A newly forked process directly context switches into this address.
724  *
725  * eax: prev task we switched from
726  * ebx: kernel thread func (NULL for user thread)
727  * edi: kernel thread arg
728  */
729 .pushsection .text, "ax"
730 SYM_CODE_START(ret_from_fork_asm)
731         movl    %esp, %edx      /* regs */
732
733         /* return address for the stack unwinder */
734         pushl   $.Lsyscall_32_done
735
736         FRAME_BEGIN
737         /* prev already in EAX */
738         movl    %ebx, %ecx      /* fn */
739         pushl   %edi            /* fn_arg */
740         call    ret_from_fork
741         addl    $4, %esp
742         FRAME_END
743
744         RET
745 SYM_CODE_END(ret_from_fork_asm)
746 .popsection
747
748 SYM_ENTRY(__begin_SYSENTER_singlestep_region, SYM_L_GLOBAL, SYM_A_NONE)
749 /*
750  * All code from here through __end_SYSENTER_singlestep_region is subject
751  * to being single-stepped if a user program sets TF and executes SYSENTER.
752  * There is absolutely nothing that we can do to prevent this from happening
753  * (thanks Intel!).  To keep our handling of this situation as simple as
754  * possible, we handle TF just like AC and NT, except that our #DB handler
755  * will ignore all of the single-step traps generated in this range.
756  */
757
758 /*
759  * 32-bit SYSENTER entry.
760  *
761  * 32-bit system calls through the vDSO's __kernel_vsyscall enter here
762  * if X86_FEATURE_SEP is available.  This is the preferred system call
763  * entry on 32-bit systems.
764  *
765  * The SYSENTER instruction, in principle, should *only* occur in the
766  * vDSO.  In practice, a small number of Android devices were shipped
767  * with a copy of Bionic that inlined a SYSENTER instruction.  This
768  * never happened in any of Google's Bionic versions -- it only happened
769  * in a narrow range of Intel-provided versions.
770  *
771  * SYSENTER loads SS, ESP, CS, and EIP from previously programmed MSRs.
772  * IF and VM in RFLAGS are cleared (IOW: interrupts are off).
773  * SYSENTER does not save anything on the stack,
774  * and does not save old EIP (!!!), ESP, or EFLAGS.
775  *
776  * To avoid losing track of EFLAGS.VM (and thus potentially corrupting
777  * user and/or vm86 state), we explicitly disable the SYSENTER
778  * instruction in vm86 mode by reprogramming the MSRs.
779  *
780  * Arguments:
781  * eax  system call number
782  * ebx  arg1
783  * ecx  arg2
784  * edx  arg3
785  * esi  arg4
786  * edi  arg5
787  * ebp  user stack
788  * 0(%ebp) arg6
789  */
790 SYM_FUNC_START(entry_SYSENTER_32)
791         /*
792          * On entry-stack with all userspace-regs live - save and
793          * restore eflags and %eax to use it as scratch-reg for the cr3
794          * switch.
795          */
796         pushfl
797         pushl   %eax
798         BUG_IF_WRONG_CR3 no_user_check=1
799         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%eax
800         popl    %eax
801         popfl
802
803         /* Stack empty again, switch to task stack */
804         movl    TSS_entry2task_stack(%esp), %esp
805
806 .Lsysenter_past_esp:
807         pushl   $__USER_DS              /* pt_regs->ss */
808         pushl   $0                      /* pt_regs->sp (placeholder) */
809         pushfl                          /* pt_regs->flags (except IF = 0) */
810         pushl   $__USER_CS              /* pt_regs->cs */
811         pushl   $0                      /* pt_regs->ip = 0 (placeholder) */
812         pushl   %eax                    /* pt_regs->orig_ax */
813         SAVE_ALL pt_regs_ax=$-ENOSYS    /* save rest, stack already switched */
814
815         /*
816          * SYSENTER doesn't filter flags, so we need to clear NT, AC
817          * and TF ourselves.  To save a few cycles, we can check whether
818          * either was set instead of doing an unconditional popfq.
819          * This needs to happen before enabling interrupts so that
820          * we don't get preempted with NT set.
821          *
822          * If TF is set, we will single-step all the way to here -- do_debug
823          * will ignore all the traps.  (Yes, this is slow, but so is
824          * single-stepping in general.  This allows us to avoid having
825          * a more complicated code to handle the case where a user program
826          * forces us to single-step through the SYSENTER entry code.)
827          *
828          * NB.: .Lsysenter_fix_flags is a label with the code under it moved
829          * out-of-line as an optimization: NT is unlikely to be set in the
830          * majority of the cases and instead of polluting the I$ unnecessarily,
831          * we're keeping that code behind a branch which will predict as
832          * not-taken and therefore its instructions won't be fetched.
833          */
834         testl   $X86_EFLAGS_NT|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_TF, PT_EFLAGS(%esp)
835         jnz     .Lsysenter_fix_flags
836 .Lsysenter_flags_fixed:
837
838         movl    %esp, %eax
839         call    do_SYSENTER_32
840         testb   %al, %al
841         jz      .Lsyscall_32_done
842
843         STACKLEAK_ERASE
844
845         /* Opportunistic SYSEXIT */
846
847         /*
848          * Setup entry stack - we keep the pointer in %eax and do the
849          * switch after almost all user-state is restored.
850          */
851
852         /* Load entry stack pointer and allocate frame for eflags/eax */
853         movl    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %eax
854         subl    $(2*4), %eax
855
856         /* Copy eflags and eax to entry stack */
857         movl    PT_EFLAGS(%esp), %edi
858         movl    PT_EAX(%esp), %esi
859         movl    %edi, (%eax)
860         movl    %esi, 4(%eax)
861
862         /* Restore user registers and segments */
863         movl    PT_EIP(%esp), %edx      /* pt_regs->ip */
864         movl    PT_OLDESP(%esp), %ecx   /* pt_regs->sp */
865 1:      mov     PT_FS(%esp), %fs
866
867         popl    %ebx                    /* pt_regs->bx */
868         addl    $2*4, %esp              /* skip pt_regs->cx and pt_regs->dx */
869         popl    %esi                    /* pt_regs->si */
870         popl    %edi                    /* pt_regs->di */
871         popl    %ebp                    /* pt_regs->bp */
872
873         /* Switch to entry stack */
874         movl    %eax, %esp
875
876         /* Now ready to switch the cr3 */
877         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
878
879         /*
880          * Restore all flags except IF. (We restore IF separately because
881          * STI gives a one-instruction window in which we won't be interrupted,
882          * whereas POPF does not.)
883          */
884         btrl    $X86_EFLAGS_IF_BIT, (%esp)
885         BUG_IF_WRONG_CR3 no_user_check=1
886         popfl
887         popl    %eax
888
889         /*
890          * Return back to the vDSO, which will pop ecx and edx.
891          * Don't bother with DS and ES (they already contain __USER_DS).
892          */
893         sti
894         sysexit
895
896 2:      movl    $0, PT_FS(%esp)
897         jmp     1b
898         _ASM_EXTABLE(1b, 2b)
899
900 .Lsysenter_fix_flags:
901         pushl   $X86_EFLAGS_FIXED
902         popfl
903         jmp     .Lsysenter_flags_fixed
904 SYM_ENTRY(__end_SYSENTER_singlestep_region, SYM_L_GLOBAL, SYM_A_NONE)
905 SYM_FUNC_END(entry_SYSENTER_32)
906
907 /*
908  * 32-bit legacy system call entry.
909  *
910  * 32-bit x86 Linux system calls traditionally used the INT $0x80
911  * instruction.  INT $0x80 lands here.
912  *
913  * This entry point can be used by any 32-bit perform system calls.
914  * Instances of INT $0x80 can be found inline in various programs and
915  * libraries.  It is also used by the vDSO's __kernel_vsyscall
916  * fallback for hardware that doesn't support a faster entry method.
917  * Restarted 32-bit system calls also fall back to INT $0x80
918  * regardless of what instruction was originally used to do the system
919  * call.  (64-bit programs can use INT $0x80 as well, but they can
920  * only run on 64-bit kernels and therefore land in
921  * entry_INT80_compat.)
922  *
923  * This is considered a slow path.  It is not used by most libc
924  * implementations on modern hardware except during process startup.
925  *
926  * Arguments:
927  * eax  system call number
928  * ebx  arg1
929  * ecx  arg2
930  * edx  arg3
931  * esi  arg4
932  * edi  arg5
933  * ebp  arg6
934  */
935 SYM_FUNC_START(entry_INT80_32)
936         ASM_CLAC
937         pushl   %eax                    /* pt_regs->orig_ax */
938
939         SAVE_ALL pt_regs_ax=$-ENOSYS switch_stacks=1    /* save rest */
940
941         movl    %esp, %eax
942         call    do_int80_syscall_32
943 .Lsyscall_32_done:
944         STACKLEAK_ERASE
945
946 restore_all_switch_stack:
947         SWITCH_TO_ENTRY_STACK
948         CHECK_AND_APPLY_ESPFIX
949
950         /* Switch back to user CR3 */
951         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
952
953         BUG_IF_WRONG_CR3
954
955         /* Restore user state */
956         RESTORE_REGS pop=4                      # skip orig_eax/error_code
957 .Lirq_return:
958         /*
959          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
960          * when returning from IPI handler and when returning from
961          * scheduler to user-space.
962          */
963         iret
964
965 .Lasm_iret_error:
966         pushl   $0                              # no error code
967         pushl   $iret_error
968
969 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
970         /*
971          * The stack-frame here is the one that iret faulted on, so its a
972          * return-to-user frame. We are on kernel-cr3 because we come here from
973          * the fixup code. This confuses the CR3 checker, so switch to user-cr3
974          * as the checker expects it.
975          */
976         pushl   %eax
977         SWITCH_TO_USER_CR3 scratch_reg=%eax
978         popl    %eax
979 #endif
980
981         jmp     handle_exception
982
983         _ASM_EXTABLE(.Lirq_return, .Lasm_iret_error)
984 SYM_FUNC_END(entry_INT80_32)
985
986 .macro FIXUP_ESPFIX_STACK
987 /*
988  * Switch back for ESPFIX stack to the normal zerobased stack
989  *
990  * We can't call C functions using the ESPFIX stack. This code reads
991  * the high word of the segment base from the GDT and swiches to the
992  * normal stack and adjusts ESP with the matching offset.
993  *
994  * We might be on user CR3 here, so percpu data is not mapped and we can't
995  * access the GDT through the percpu segment.  Instead, use SGDT to find
996  * the cpu_entry_area alias of the GDT.
997  */
998 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
999         /* fixup the stack */
1000         pushl   %ecx
1001         subl    $2*4, %esp
1002         sgdt    (%esp)
1003         movl    2(%esp), %ecx                           /* GDT address */
1004         /*
1005          * Careful: ECX is a linear pointer, so we need to force base
1006          * zero.  %cs is the only known-linear segment we have right now.
1007          */
1008         mov     %cs:GDT_ESPFIX_OFFSET + 4(%ecx), %al    /* bits 16..23 */
1009         mov     %cs:GDT_ESPFIX_OFFSET + 7(%ecx), %ah    /* bits 24..31 */
1010         shl     $16, %eax
1011         addl    $2*4, %esp
1012         popl    %ecx
1013         addl    %esp, %eax                      /* the adjusted stack pointer */
1014         pushl   $__KERNEL_DS
1015         pushl   %eax
1016         lss     (%esp), %esp                    /* switch to the normal stack segment */
1017 #endif
1018 .endm
1019
1020 .macro UNWIND_ESPFIX_STACK
1021         /* It's safe to clobber %eax, all other regs need to be preserved */
1022 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1023         movl    %ss, %eax
1024         /* see if on espfix stack */
1025         cmpw    $__ESPFIX_SS, %ax
1026         jne     .Lno_fixup_\@
1027         /* switch to normal stack */
1028         FIXUP_ESPFIX_STACK
1029 .Lno_fixup_\@:
1030 #endif
1031 .endm
1032
1033 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(handle_exception)
1034         /* the function address is in %gs's slot on the stack */
1035         SAVE_ALL switch_stacks=1 skip_gs=1 unwind_espfix=1
1036         ENCODE_FRAME_POINTER
1037
1038         movl    PT_GS(%esp), %edi               # get the function address
1039
1040         /* fixup orig %eax */
1041         movl    PT_ORIG_EAX(%esp), %edx         # get the error code
1042         movl    $-1, PT_ORIG_EAX(%esp)          # no syscall to restart
1043
1044         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1045         CALL_NOSPEC edi
1046
1047 handle_exception_return:
1048 #ifdef CONFIG_VM86
1049         movl    PT_EFLAGS(%esp), %eax           # mix EFLAGS and CS
1050         movb    PT_CS(%esp), %al
1051         andl    $(X86_EFLAGS_VM | SEGMENT_RPL_MASK), %eax
1052 #else
1053         /*
1054          * We can be coming here from child spawned by kernel_thread().
1055          */
1056         movl    PT_CS(%esp), %eax
1057         andl    $SEGMENT_RPL_MASK, %eax
1058 #endif
1059         cmpl    $USER_RPL, %eax                 # returning to v8086 or userspace ?
1060         jnb     ret_to_user
1061
1062         PARANOID_EXIT_TO_KERNEL_MODE
1063         BUG_IF_WRONG_CR3
1064         RESTORE_REGS 4
1065         jmp     .Lirq_return
1066
1067 ret_to_user:
1068         movl    %esp, %eax
1069         jmp     restore_all_switch_stack
1070 SYM_CODE_END(handle_exception)
1071
1072 SYM_CODE_START(asm_exc_double_fault)
1073 1:
1074         /*
1075          * This is a task gate handler, not an interrupt gate handler.
1076          * The error code is on the stack, but the stack is otherwise
1077          * empty.  Interrupts are off.  Our state is sane with the following
1078          * exceptions:
1079          *
1080          *  - CR0.TS is set.  "TS" literally means "task switched".
1081          *  - EFLAGS.NT is set because we're a "nested task".
1082          *  - The doublefault TSS has back_link set and has been marked busy.
1083          *  - TR points to the doublefault TSS and the normal TSS is busy.
1084          *  - CR3 is the normal kernel PGD.  This would be delightful, except
1085          *    that the CPU didn't bother to save the old CR3 anywhere.  This
1086          *    would make it very awkward to return back to the context we came
1087          *    from.
1088          *
1089          * The rest of EFLAGS is sanitized for us, so we don't need to
1090          * worry about AC or DF.
1091          *
1092          * Don't even bother popping the error code.  It's always zero,
1093          * and ignoring it makes us a bit more robust against buggy
1094          * hypervisor task gate implementations.
1095          *
1096          * We will manually undo the task switch instead of doing a
1097          * task-switching IRET.
1098          */
1099
1100         clts                            /* clear CR0.TS */
1101         pushl   $X86_EFLAGS_FIXED
1102         popfl                           /* clear EFLAGS.NT */
1103
1104         call    doublefault_shim
1105
1106         /* We don't support returning, so we have no IRET here. */
1107 1:
1108         hlt
1109         jmp 1b
1110 SYM_CODE_END(asm_exc_double_fault)
1111
1112 /*
1113  * NMI is doubly nasty.  It can happen on the first instruction of
1114  * entry_SYSENTER_32 (just like #DB), but it can also interrupt the beginning
1115  * of the #DB handler even if that #DB in turn hit before entry_SYSENTER_32
1116  * switched stacks.  We handle both conditions by simply checking whether we
1117  * interrupted kernel code running on the SYSENTER stack.
1118  */
1119 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1120         ASM_CLAC
1121
1122 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1123         /*
1124          * ESPFIX_SS is only ever set on the return to user path
1125          * after we've switched to the entry stack.
1126          */
1127         pushl   %eax
1128         movl    %ss, %eax
1129         cmpw    $__ESPFIX_SS, %ax
1130         popl    %eax
1131         je      .Lnmi_espfix_stack
1132 #endif
1133
1134         pushl   %eax                            # pt_regs->orig_ax
1135         SAVE_ALL_NMI cr3_reg=%edi
1136         ENCODE_FRAME_POINTER
1137         xorl    %edx, %edx                      # zero error code
1138         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1139
1140         /* Are we currently on the SYSENTER stack? */
1141         movl    PER_CPU_VAR(cpu_entry_area), %ecx
1142         addl    $CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + SIZEOF_entry_stack, %ecx
1143         subl    %eax, %ecx      /* ecx = (end of entry_stack) - esp */
1144         cmpl    $SIZEOF_entry_stack, %ecx
1145         jb      .Lnmi_from_sysenter_stack
1146
1147         /* Not on SYSENTER stack. */
1148         call    exc_nmi
1149         jmp     .Lnmi_return
1150
1151 .Lnmi_from_sysenter_stack:
1152         /*
1153          * We're on the SYSENTER stack.  Switch off.  No one (not even debug)
1154          * is using the thread stack right now, so it's safe for us to use it.
1155          */
1156         movl    %esp, %ebx
1157         movl    PER_CPU_VAR(pcpu_hot + X86_top_of_stack), %esp
1158         call    exc_nmi
1159         movl    %ebx, %esp
1160
1161 .Lnmi_return:
1162 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1163         testl   $CS_FROM_ESPFIX, PT_CS(%esp)
1164         jnz     .Lnmi_from_espfix
1165 #endif
1166
1167         CHECK_AND_APPLY_ESPFIX
1168         RESTORE_ALL_NMI cr3_reg=%edi pop=4
1169         jmp     .Lirq_return
1170
1171 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1172 .Lnmi_espfix_stack:
1173         /*
1174          * Create the pointer to LSS back
1175          */
1176         pushl   %ss
1177         pushl   %esp
1178         addl    $4, (%esp)
1179
1180         /* Copy the (short) IRET frame */
1181         pushl   4*4(%esp)       # flags
1182         pushl   4*4(%esp)       # cs
1183         pushl   4*4(%esp)       # ip
1184
1185         pushl   %eax            # orig_ax
1186
1187         SAVE_ALL_NMI cr3_reg=%edi unwind_espfix=1
1188         ENCODE_FRAME_POINTER
1189
1190         /* clear CS_FROM_KERNEL, set CS_FROM_ESPFIX */
1191         xorl    $(CS_FROM_ESPFIX | CS_FROM_KERNEL), PT_CS(%esp)
1192
1193         xorl    %edx, %edx                      # zero error code
1194         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1195         jmp     .Lnmi_from_sysenter_stack
1196
1197 .Lnmi_from_espfix:
1198         RESTORE_ALL_NMI cr3_reg=%edi
1199         /*
1200          * Because we cleared CS_FROM_KERNEL, IRET_FRAME 'forgot' to
1201          * fix up the gap and long frame:
1202          *
1203          *  3 - original frame  (exception)
1204          *  2 - ESPFIX block    (above)
1205          *  6 - gap             (FIXUP_FRAME)
1206          *  5 - long frame      (FIXUP_FRAME)
1207          *  1 - orig_ax
1208          */
1209         lss     (1+5+6)*4(%esp), %esp                   # back to espfix stack
1210         jmp     .Lirq_return
1211 #endif
1212 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1213
1214 .pushsection .text, "ax"
1215 SYM_CODE_START(rewind_stack_and_make_dead)
1216         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1217         xorl    %ebp, %ebp
1218
1219         movl    PER_CPU_VAR(pcpu_hot + X86_top_of_stack), %esi
1220         leal    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%esi), %esp
1221
1222         call    make_task_dead
1223 1:      jmp 1b
1224 SYM_CODE_END(rewind_stack_and_make_dead)
1225 .popsection