x86,objtool: Split UNWIND_HINT_EMPTY in two
[linux-2.6-block.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  *  linux/arch/x86_64/entry.S
4  *
5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
6  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
7  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
8  *
9  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
10  *
11  * Some of this is documented in Documentation/x86/entry_64.rst
12  *
13  * A note on terminology:
14  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
15  *                      at the top of the kernel process stack.
16  *
17  * Some macro usage:
18  * - SYM_FUNC_START/END:Define functions in the symbol table.
19  * - idtentry:          Define exception entry points.
20  */
21 #include <linux/linkage.h>
22 #include <asm/segment.h>
23 #include <asm/cache.h>
24 #include <asm/errno.h>
25 #include <asm/asm-offsets.h>
26 #include <asm/msr.h>
27 #include <asm/unistd.h>
28 #include <asm/thread_info.h>
29 #include <asm/hw_irq.h>
30 #include <asm/page_types.h>
31 #include <asm/irqflags.h>
32 #include <asm/paravirt.h>
33 #include <asm/percpu.h>
34 #include <asm/asm.h>
35 #include <asm/smap.h>
36 #include <asm/pgtable_types.h>
37 #include <asm/export.h>
38 #include <asm/frame.h>
39 #include <asm/trapnr.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <asm/fsgsbase.h>
42 #include <linux/err.h>
43
44 #include "calling.h"
45
46 .code64
47 .section .entry.text, "ax"
48
49 /*
50  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
51  *
52  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
53  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
54  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
55  * available when SYSCALL is used.
56  *
57  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
58  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
59  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
60  * clock_gettimeofday fallback.
61  *
62  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
63  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
64  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
65  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
66  * and does not change rsp.
67  *
68  * Registers on entry:
69  * rax  system call number
70  * rcx  return address
71  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
72  * rdi  arg0
73  * rsi  arg1
74  * rdx  arg2
75  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
76  * r8   arg4
77  * r9   arg5
78  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
79  *
80  * Only called from user space.
81  *
82  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
83  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
84  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
85  */
86
87 SYM_CODE_START(entry_SYSCALL_64)
88         UNWIND_HINT_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(pcpu_hot + X86_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
120         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
121
122         /*
123          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
124          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
125          * go to the slow exit path.
126          * In the Xen PV case we must use iret anyway.
127          */
128
129         ALTERNATIVE "", "jmp    swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode", \
130                 X86_FEATURE_XENPV
131
132         movq    RCX(%rsp), %rcx
133         movq    RIP(%rsp), %r11
134
135         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
136         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
137
138         /*
139          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
140          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
141          * the kernel, since userspace controls RSP.
142          *
143          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
144          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
145          *
146          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
147          * depending on paging mode) in the address.
148          */
149 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
150         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
151                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
152 #else
153         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
154         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
155 #endif
156
157         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
158         cmpq    %rcx, %r11
159         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
160
161         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
162         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
163
164         movq    R11(%rsp), %r11
165         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
166         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
167
168         /*
169          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
170          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
171          * need to restore it correctly.
172          *
173          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
174          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
175          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
176          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
177          * this user code:
178          *
179          *           movq       $stuck_here, %rcx
180          *           pushfq
181          *           popq %r11
182          *   stuck_here:
183          *
184          * would never get past 'stuck_here'.
185          */
186         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
187         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
188
189         /* nothing to check for RSP */
190
191         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
192         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
193
194         /*
195          * We win! This label is here just for ease of understanding
196          * perf profiles. Nothing jumps here.
197          */
198 syscall_return_via_sysret:
199         IBRS_EXIT
200         POP_REGS pop_rdi=0
201
202         /*
203          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
204          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
205          */
206         movq    %rsp, %rdi
207         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
208         UNWIND_HINT_END_OF_STACK
209
210         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
211         pushq   (%rdi)          /* RDI */
212
213         /*
214          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
215          * We can do future final exit work right here.
216          */
217         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
218
219         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
220
221         popq    %rdi
222         popq    %rsp
223 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSRETQ_unsafe_stack, SYM_L_GLOBAL)
224         ANNOTATE_NOENDBR
225         swapgs
226         sysretq
227 SYM_INNER_LABEL(entry_SYSRETQ_end, SYM_L_GLOBAL)
228         ANNOTATE_NOENDBR
229         int3
230 SYM_CODE_END(entry_SYSCALL_64)
231
232 /*
233  * %rdi: prev task
234  * %rsi: next task
235  */
236 .pushsection .text, "ax"
237 SYM_FUNC_START(__switch_to_asm)
238         /*
239          * Save callee-saved registers
240          * This must match the order in inactive_task_frame
241          */
242         pushq   %rbp
243         pushq   %rbx
244         pushq   %r12
245         pushq   %r13
246         pushq   %r14
247         pushq   %r15
248
249         /* switch stack */
250         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
251         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
252
253 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
254         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
255         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(fixed_percpu_data) + FIXED_stack_canary
256 #endif
257
258         /*
259          * When switching from a shallower to a deeper call stack
260          * the RSB may either underflow or use entries populated
261          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
262          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
263          * speculative execution to prevent attack.
264          */
265         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
266
267         /* restore callee-saved registers */
268         popq    %r15
269         popq    %r14
270         popq    %r13
271         popq    %r12
272         popq    %rbx
273         popq    %rbp
274
275         jmp     __switch_to
276 SYM_FUNC_END(__switch_to_asm)
277 .popsection
278
279 /*
280  * A newly forked process directly context switches into this address.
281  *
282  * rax: prev task we switched from
283  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
284  * r12: kernel thread arg
285  */
286 .pushsection .text, "ax"
287         __FUNC_ALIGN
288 SYM_CODE_START_NOALIGN(ret_from_fork)
289         UNWIND_HINT_END_OF_STACK
290         ANNOTATE_NOENDBR // copy_thread
291         CALL_DEPTH_ACCOUNT
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_END_OF_STACK
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(xen_error_entry)
332         ANNOTATE_NOENDBR
333         UNWIND_HINT_FUNC
334         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
335         ENCODE_FRAME_POINTER 8
336         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
337         RET
338 SYM_CODE_END(xen_error_entry)
339
340 /**
341  * idtentry_body - Macro to emit code calling the C function
342  * @cfunc:              C function to be called
343  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
344  */
345 .macro idtentry_body cfunc has_error_code:req
346
347         /*
348          * Call error_entry() and switch to the task stack if from userspace.
349          *
350          * When in XENPV, it is already in the task stack, and it can't fault
351          * for native_iret() nor native_load_gs_index() since XENPV uses its
352          * own pvops for IRET and load_gs_index().  And it doesn't need to
353          * switch the CR3.  So it can skip invoking error_entry().
354          */
355         ALTERNATIVE "call error_entry; movq %rax, %rsp", \
356                     "call xen_error_entry", X86_FEATURE_XENPV
357
358         ENCODE_FRAME_POINTER
359         UNWIND_HINT_REGS
360
361         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer into 1st argument*/
362
363         .if \has_error_code == 1
364                 movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
365                 movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
366         .endif
367
368         call    \cfunc
369
370         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
371         REACHABLE
372
373         jmp     error_return
374 .endm
375
376 /**
377  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
378  * @vector:             Vector number
379  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
380  * @cfunc:              C function to be called
381  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
382  *
383  * The macro emits code to set up the kernel context for straight forward
384  * and simple IDT entries. No IST stack, no paranoid entry checks.
385  */
386 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
387 SYM_CODE_START(\asmsym)
388
389         .if \vector == X86_TRAP_BP
390                 /* #BP advances %rip to the next instruction */
391                 UNWIND_HINT_IRET_ENTRY offset=\has_error_code*8 signal=0
392         .else
393                 UNWIND_HINT_IRET_ENTRY offset=\has_error_code*8
394         .endif
395
396         ENDBR
397         ASM_CLAC
398         cld
399
400         .if \has_error_code == 0
401                 pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
402         .endif
403
404         .if \vector == X86_TRAP_BP
405                 /*
406                  * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
407                  * int3 handler to emulate a call instruction.
408                  */
409                 testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
410                 jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
411                 .rept   6
412                 pushq   5*8(%rsp)
413                 .endr
414                 UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
415 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
416         .endif
417
418         idtentry_body \cfunc \has_error_code
419
420 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
421 SYM_CODE_END(\asmsym)
422 .endm
423
424 /*
425  * Interrupt entry/exit.
426  *
427  + The interrupt stubs push (vector) onto the stack, which is the error_code
428  * position of idtentry exceptions, and jump to one of the two idtentry points
429  * (common/spurious).
430  *
431  * common_interrupt is a hotpath, align it to a cache line
432  */
433 .macro idtentry_irq vector cfunc
434         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
435         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=1
436 .endm
437
438 /*
439  * System vectors which invoke their handlers directly and are not
440  * going through the regular common device interrupt handling code.
441  */
442 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
443         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
444 .endm
445
446 /**
447  * idtentry_mce_db - Macro to generate entry stubs for #MC and #DB
448  * @vector:             Vector number
449  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
450  * @cfunc:              C function to be called
451  *
452  * The macro emits code to set up the kernel context for #MC and #DB
453  *
454  * If the entry comes from user space it uses the normal entry path
455  * including the return to user space work and preemption checks on
456  * exit.
457  *
458  * If hits in kernel mode then it needs to go through the paranoid
459  * entry as the exception can hit any random state. No preemption
460  * check on exit to keep the paranoid path simple.
461  */
462 .macro idtentry_mce_db vector asmsym cfunc
463 SYM_CODE_START(\asmsym)
464         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY
465         ENDBR
466         ASM_CLAC
467         cld
468
469         pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
470
471         /*
472          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
473          * a normal entry.
474          */
475         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
476         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
477
478         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
479         call    paranoid_entry
480
481         UNWIND_HINT_REGS
482
483         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
484
485         call    \cfunc
486
487         jmp     paranoid_exit
488
489         /* Switch to the regular task stack and use the noist entry point */
490 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
491         idtentry_body noist_\cfunc, has_error_code=0
492
493 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
494 SYM_CODE_END(\asmsym)
495 .endm
496
497 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
498 /**
499  * idtentry_vc - Macro to generate entry stub for #VC
500  * @vector:             Vector number
501  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
502  * @cfunc:              C function to be called
503  *
504  * The macro emits code to set up the kernel context for #VC. The #VC handler
505  * runs on an IST stack and needs to be able to cause nested #VC exceptions.
506  *
507  * To make this work the #VC entry code tries its best to pretend it doesn't use
508  * an IST stack by switching to the task stack if coming from user-space (which
509  * includes early SYSCALL entry path) or back to the stack in the IRET frame if
510  * entered from kernel-mode.
511  *
512  * If entered from kernel-mode the return stack is validated first, and if it is
513  * not safe to use (e.g. because it points to the entry stack) the #VC handler
514  * will switch to a fall-back stack (VC2) and call a special handler function.
515  *
516  * The macro is only used for one vector, but it is planned to be extended in
517  * the future for the #HV exception.
518  */
519 .macro idtentry_vc vector asmsym cfunc
520 SYM_CODE_START(\asmsym)
521         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY
522         ENDBR
523         ASM_CLAC
524         cld
525
526         /*
527          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
528          * a normal entry.
529          */
530         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
531         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
532
533         /*
534          * paranoid_entry returns SWAPGS flag for paranoid_exit in EBX.
535          * EBX == 0 -> SWAPGS, EBX == 1 -> no SWAPGS
536          */
537         call    paranoid_entry
538
539         UNWIND_HINT_REGS
540
541         /*
542          * Switch off the IST stack to make it free for nested exceptions. The
543          * vc_switch_off_ist() function will switch back to the interrupted
544          * stack if it is safe to do so. If not it switches to the VC fall-back
545          * stack.
546          */
547         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
548         call    vc_switch_off_ist
549         movq    %rax, %rsp              /* Switch to new stack */
550
551         ENCODE_FRAME_POINTER
552         UNWIND_HINT_REGS
553
554         /* Update pt_regs */
555         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
556         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
557
558         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
559
560         call    kernel_\cfunc
561
562         /*
563          * No need to switch back to the IST stack. The current stack is either
564          * identical to the stack in the IRET frame or the VC fall-back stack,
565          * so it is definitely mapped even with PTI enabled.
566          */
567         jmp     paranoid_exit
568
569         /* Switch to the regular task stack */
570 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
571         idtentry_body user_\cfunc, has_error_code=1
572
573 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
574 SYM_CODE_END(\asmsym)
575 .endm
576 #endif
577
578 /*
579  * Double fault entry. Straight paranoid. No checks from which context
580  * this comes because for the espfix induced #DF this would do the wrong
581  * thing.
582  */
583 .macro idtentry_df vector asmsym cfunc
584 SYM_CODE_START(\asmsym)
585         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY offset=8
586         ENDBR
587         ASM_CLAC
588         cld
589
590         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
591         call    paranoid_entry
592         UNWIND_HINT_REGS
593
594         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer into first argument */
595         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
596         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
597         call    \cfunc
598
599         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
600         REACHABLE
601
602         jmp     paranoid_exit
603
604 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
605 SYM_CODE_END(\asmsym)
606 .endm
607
608 /*
609  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
610  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
611  * so the stacktrace boundary checks work.
612  */
613         __ALIGN
614         .globl __irqentry_text_start
615 __irqentry_text_start:
616
617 #include <asm/idtentry.h>
618
619         __ALIGN
620         .globl __irqentry_text_end
621 __irqentry_text_end:
622         ANNOTATE_NOENDBR
623
624 SYM_CODE_START_LOCAL(common_interrupt_return)
625 SYM_INNER_LABEL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode, SYM_L_GLOBAL)
626         IBRS_EXIT
627 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
628         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
629         testb   $3, CS(%rsp)
630         jnz     1f
631         ud2
632 1:
633 #endif
634 #ifdef CONFIG_XEN_PV
635         ALTERNATIVE "", "jmp xenpv_restore_regs_and_return_to_usermode", X86_FEATURE_XENPV
636 #endif
637
638         POP_REGS pop_rdi=0
639
640         /*
641          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
642          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
643          */
644         movq    %rsp, %rdi
645         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
646         UNWIND_HINT_END_OF_STACK
647
648         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
649         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
650         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
651         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
652         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
653         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
654
655         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
656         pushq   (%rdi)
657
658         /*
659          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
660          * We can do future final exit work right here.
661          */
662         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
663
664         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
665
666         /* Restore RDI. */
667         popq    %rdi
668         swapgs
669         jmp     .Lnative_iret
670
671
672 SYM_INNER_LABEL(restore_regs_and_return_to_kernel, SYM_L_GLOBAL)
673 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
674         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
675         testb   $3, CS(%rsp)
676         jz      1f
677         ud2
678 1:
679 #endif
680         POP_REGS
681         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
682         /*
683          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
684          * when returning from IPI handler.
685          */
686 #ifdef CONFIG_XEN_PV
687 SYM_INNER_LABEL(early_xen_iret_patch, SYM_L_GLOBAL)
688         ANNOTATE_NOENDBR
689         .byte 0xe9
690         .long .Lnative_iret - (. + 4)
691 #endif
692
693 .Lnative_iret:
694         UNWIND_HINT_IRET_REGS
695         /*
696          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
697          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
698          */
699 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
700         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
701         jnz     native_irq_return_ldt
702 #endif
703
704 SYM_INNER_LABEL(native_irq_return_iret, SYM_L_GLOBAL)
705         ANNOTATE_NOENDBR // exc_double_fault
706         /*
707          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
708          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
709          * Double-faults due to espfix64 are handled in exc_double_fault.
710          * Other faults here are fatal.
711          */
712         iretq
713
714 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
715 native_irq_return_ldt:
716         /*
717          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
718          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
719          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
720          * of the ESPFIX stack.
721          *
722          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
723          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
724          *
725          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
726          *
727          * --- top of ESPFIX stack ---
728          * SS
729          * RSP
730          * RFLAGS
731          * CS
732          * RIP  <-- RSP points here when we're done
733          * RAX  <-- espfix_waddr points here
734          * --- bottom of ESPFIX stack ---
735          */
736
737         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
738         swapgs                                  /* to kernel GS */
739         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
740
741         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
742         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
743         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
744         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
745         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
746         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
747         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
748         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
749         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
750         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
751         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
752         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
753         /* Now RAX == RSP. */
754
755         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
756
757         /*
758          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
759          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
760          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
761          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
762          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
763          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
764          */
765         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
766
767         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
768         swapgs                                  /* to user GS */
769         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
770
771         movq    %rax, %rsp
772         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
773
774         /*
775          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
776          * still read.
777          */
778         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
779
780         /*
781          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
782          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
783          * values.  We can now IRET back to userspace.
784          */
785         jmp     native_irq_return_iret
786 #endif
787 SYM_CODE_END(common_interrupt_return)
788 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt_return)
789
790 /*
791  * Reload gs selector with exception handling
792  *  di:  new selector
793  *
794  * Is in entry.text as it shouldn't be instrumented.
795  */
796 SYM_FUNC_START(asm_load_gs_index)
797         FRAME_BEGIN
798         swapgs
799 .Lgs_change:
800         ANNOTATE_NOENDBR // error_entry
801         movl    %edi, %gs
802 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
803         swapgs
804         FRAME_END
805         RET
806
807         /* running with kernelgs */
808 .Lbad_gs:
809         swapgs                                  /* switch back to user gs */
810 .macro ZAP_GS
811         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
812         movl $__USER_DS, %eax
813         movl %eax, %gs
814 .endm
815         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
816         xorl    %eax, %eax
817         movl    %eax, %gs
818         jmp     2b
819
820         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, .Lbad_gs)
821
822 SYM_FUNC_END(asm_load_gs_index)
823 EXPORT_SYMBOL(asm_load_gs_index)
824
825 #ifdef CONFIG_XEN_PV
826 /*
827  * A note on the "critical region" in our callback handler.
828  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
829  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
830  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
831  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
832  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
833  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
834  * like to avoid the possibility.
835  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
836  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
837  * activation and restart the handler using the previous one.
838  *
839  * C calling convention: exc_xen_hypervisor_callback(struct *pt_regs)
840  */
841         __FUNC_ALIGN
842 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(exc_xen_hypervisor_callback)
843
844 /*
845  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
846  * see the correct pointer to the pt_regs
847  */
848         UNWIND_HINT_FUNC
849         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
850         UNWIND_HINT_REGS
851
852         call    xen_pv_evtchn_do_upcall
853
854         jmp     error_return
855 SYM_CODE_END(exc_xen_hypervisor_callback)
856
857 /*
858  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
859  * We get here for two reasons:
860  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
861  *  2. Fault while executing IRET
862  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
863  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
864  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
865  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
866  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
867  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
868  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
869  */
870         __FUNC_ALIGN
871 SYM_CODE_START_NOALIGN(xen_failsafe_callback)
872         UNWIND_HINT_UNDEFINED
873         ENDBR
874         movl    %ds, %ecx
875         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
876         jne     1f
877         movl    %es, %ecx
878         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
879         jne     1f
880         movl    %fs, %ecx
881         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
882         jne     1f
883         movl    %gs, %ecx
884         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
885         jne     1f
886         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
887         movq    (%rsp), %rcx
888         movq    8(%rsp), %r11
889         addq    $0x30, %rsp
890         pushq   $0                              /* RIP */
891         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
892         jmp     asm_exc_general_protection
893 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
894         movq    (%rsp), %rcx
895         movq    8(%rsp), %r11
896         addq    $0x30, %rsp
897         UNWIND_HINT_IRET_REGS
898         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
899         PUSH_AND_CLEAR_REGS
900         ENCODE_FRAME_POINTER
901         jmp     error_return
902 SYM_CODE_END(xen_failsafe_callback)
903 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
904
905 /*
906  * Save all registers in pt_regs. Return GSBASE related information
907  * in EBX depending on the availability of the FSGSBASE instructions:
908  *
909  * FSGSBASE     R/EBX
910  *     N        0 -> SWAPGS on exit
911  *              1 -> no SWAPGS on exit
912  *
913  *     Y        GSBASE value at entry, must be restored in paranoid_exit
914  *
915  * R14 - old CR3
916  * R15 - old SPEC_CTRL
917  */
918 SYM_CODE_START(paranoid_entry)
919         ANNOTATE_NOENDBR
920         UNWIND_HINT_FUNC
921         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
922         ENCODE_FRAME_POINTER 8
923
924         /*
925          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
926          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
927          * another entry that already switched to the user CR3 value
928          * but has not yet returned to userspace.
929          *
930          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
931          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
932          * to kernel code, but with a user CR3 value.
933          *
934          * Switching CR3 does not depend on kernel GSBASE so it can
935          * be done before switching to the kernel GSBASE. This is
936          * required for FSGSBASE because the kernel GSBASE has to
937          * be retrieved from a kernel internal table.
938          */
939         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
940
941         /*
942          * Handling GSBASE depends on the availability of FSGSBASE.
943          *
944          * Without FSGSBASE the kernel enforces that negative GSBASE
945          * values indicate kernel GSBASE. With FSGSBASE no assumptions
946          * can be made about the GSBASE value when entering from user
947          * space.
948          */
949         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_entry_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
950
951         /*
952          * Read the current GSBASE and store it in %rbx unconditionally,
953          * retrieve and set the current CPUs kernel GSBASE. The stored value
954          * has to be restored in paranoid_exit unconditionally.
955          *
956          * The unconditional write to GS base below ensures that no subsequent
957          * loads based on a mispredicted GS base can happen, therefore no LFENCE
958          * is needed here.
959          */
960         SAVE_AND_SET_GSBASE scratch_reg=%rax save_reg=%rbx
961         jmp .Lparanoid_gsbase_done
962
963 .Lparanoid_entry_checkgs:
964         /* EBX = 1 -> kernel GSBASE active, no restore required */
965         movl    $1, %ebx
966
967         /*
968          * The kernel-enforced convention is a negative GSBASE indicates
969          * a kernel value. No SWAPGS needed on entry and exit.
970          */
971         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
972         rdmsr
973         testl   %edx, %edx
974         js      .Lparanoid_kernel_gsbase
975
976         /* EBX = 0 -> SWAPGS required on exit */
977         xorl    %ebx, %ebx
978         swapgs
979 .Lparanoid_kernel_gsbase:
980         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
981 .Lparanoid_gsbase_done:
982
983         /*
984          * Once we have CR3 and %GS setup save and set SPEC_CTRL. Just like
985          * CR3 above, keep the old value in a callee saved register.
986          */
987         IBRS_ENTER save_reg=%r15
988         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
989
990         RET
991 SYM_CODE_END(paranoid_entry)
992
993 /*
994  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
995  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
996  * from kernel space.
997  *
998  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
999  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1000  * be complicated.  Fortunately, there's no good reason to try
1001  * to handle preemption here.
1002  *
1003  * R/EBX contains the GSBASE related information depending on the
1004  * availability of the FSGSBASE instructions:
1005  *
1006  * FSGSBASE     R/EBX
1007  *     N        0 -> SWAPGS on exit
1008  *              1 -> no SWAPGS on exit
1009  *
1010  *     Y        User space GSBASE, must be restored unconditionally
1011  *
1012  * R14 - old CR3
1013  * R15 - old SPEC_CTRL
1014  */
1015 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_exit)
1016         UNWIND_HINT_REGS
1017
1018         /*
1019          * Must restore IBRS state before both CR3 and %GS since we need access
1020          * to the per-CPU x86_spec_ctrl_shadow variable.
1021          */
1022         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1023
1024         /*
1025          * The order of operations is important. RESTORE_CR3 requires
1026          * kernel GSBASE.
1027          *
1028          * NB to anyone to try to optimize this code: this code does
1029          * not execute at all for exceptions from user mode. Those
1030          * exceptions go through error_exit instead.
1031          */
1032         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1033
1034         /* Handle the three GSBASE cases */
1035         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_exit_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1036
1037         /* With FSGSBASE enabled, unconditionally restore GSBASE */
1038         wrgsbase        %rbx
1039         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1040
1041 .Lparanoid_exit_checkgs:
1042         /* On non-FSGSBASE systems, conditionally do SWAPGS */
1043         testl           %ebx, %ebx
1044         jnz             restore_regs_and_return_to_kernel
1045
1046         /* We are returning to a context with user GSBASE */
1047         swapgs
1048         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1049 SYM_CODE_END(paranoid_exit)
1050
1051 /*
1052  * Switch GS and CR3 if needed.
1053  */
1054 SYM_CODE_START(error_entry)
1055         ANNOTATE_NOENDBR
1056         UNWIND_HINT_FUNC
1057
1058         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1059         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1060
1061         testb   $3, CS+8(%rsp)
1062         jz      .Lerror_kernelspace
1063
1064         /*
1065          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1066          * from user mode due to an IRET fault.
1067          */
1068         swapgs
1069         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1070         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1071         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1072         IBRS_ENTER
1073         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
1074
1075         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1076         /* Put us onto the real thread stack. */
1077         jmp     sync_regs
1078
1079         /*
1080          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1081          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1082          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1083          * for these here too.
1084          */
1085 .Lerror_kernelspace:
1086         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1087         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1088         je      .Lerror_bad_iret
1089         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1090         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1091         je      .Lbstep_iret
1092         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1093         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1094
1095         /*
1096          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1097          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1098          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1099          */
1100         swapgs
1101
1102         /*
1103          * Issue an LFENCE to prevent GS speculation, regardless of whether it is a
1104          * kernel or user gsbase.
1105          */
1106 .Lerror_entry_done_lfence:
1107         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1108         CALL_DEPTH_ACCOUNT
1109         leaq    8(%rsp), %rax                   /* return pt_regs pointer */
1110         VALIDATE_UNRET_END
1111         RET
1112
1113 .Lbstep_iret:
1114         /* Fix truncated RIP */
1115         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1116         /* fall through */
1117
1118 .Lerror_bad_iret:
1119         /*
1120          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1121          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1122          */
1123         swapgs
1124         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1125         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1126         IBRS_ENTER
1127         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
1128
1129         /*
1130          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1131          * as if we faulted immediately after IRET.
1132          */
1133         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1134         call    fixup_bad_iret
1135         mov     %rax, %rdi
1136         jmp     sync_regs
1137 SYM_CODE_END(error_entry)
1138
1139 SYM_CODE_START_LOCAL(error_return)
1140         UNWIND_HINT_REGS
1141         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
1142         testb   $3, CS(%rsp)
1143         jz      restore_regs_and_return_to_kernel
1144         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1145 SYM_CODE_END(error_return)
1146
1147 /*
1148  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1149  * so we can use real assembly here.
1150  *
1151  * Registers:
1152  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1153  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1154  */
1155 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1156         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY
1157         ENDBR
1158
1159         /*
1160          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1161          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1162          * This means that we can have nested NMIs where the next
1163          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1164          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1165          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1166          * anyway.
1167          *
1168          * To handle this case we do the following:
1169          *  Check the a special location on the stack that contains
1170          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1171          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1172          *  is an NMI stack.
1173          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1174          *  stack then:
1175          *    o Set the special variable on the stack
1176          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1177          *      stack
1178          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1179          *    o Continue processing the NMI
1180          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1181          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1182          *    o return back to the first NMI
1183          *
1184          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1185          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1186          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1187          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1188          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1189          * NMI.
1190          *
1191          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1192          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1193          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1194          * other IST entries.
1195          */
1196
1197         ASM_CLAC
1198         cld
1199
1200         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1201         pushq   %rdx
1202
1203         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1204         jz      .Lnmi_from_kernel
1205
1206         /*
1207          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1208          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1209          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1210          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1211          * are off.
1212          *
1213          * We also must not push anything to the stack before switching
1214          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1215          */
1216
1217         swapgs
1218         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1219         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1220         movq    %rsp, %rdx
1221         movq    PER_CPU_VAR(pcpu_hot + X86_top_of_stack), %rsp
1222         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1223         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1224         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1225         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1226         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1227         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1228         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1229         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1230         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1231         ENCODE_FRAME_POINTER
1232
1233         IBRS_ENTER
1234         UNTRAIN_RET
1235
1236         /*
1237          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1238          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1239          * done with the NMI stack.
1240          */
1241
1242         movq    %rsp, %rdi
1243         movq    $-1, %rsi
1244         call    exc_nmi
1245
1246         /*
1247          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1248          * work, because we don't want to enable interrupts.
1249          */
1250         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1251
1252 .Lnmi_from_kernel:
1253         /*
1254          * Here's what our stack frame will look like:
1255          * +---------------------------------------------------------+
1256          * | original SS                                             |
1257          * | original Return RSP                                     |
1258          * | original RFLAGS                                         |
1259          * | original CS                                             |
1260          * | original RIP                                            |
1261          * +---------------------------------------------------------+
1262          * | temp storage for rdx                                    |
1263          * +---------------------------------------------------------+
1264          * | "NMI executing" variable                                |
1265          * +---------------------------------------------------------+
1266          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1267          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1268          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1269          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1270          * | iret RIP         }                                      |
1271          * +---------------------------------------------------------+
1272          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1273          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1274          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1275          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1276          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1277          * +---------------------------------------------------------+
1278          * | pt_regs                                                 |
1279          * +---------------------------------------------------------+
1280          *
1281          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1282          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1283          * space for the asm code here.
1284          *
1285          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1286          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1287          * processing.
1288          *
1289          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1290          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1291          * frame pointing to the final return target.
1292          */
1293
1294         /*
1295          * Determine whether we're a nested NMI.
1296          *
1297          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1298          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1299          * modify the "iret" frame because it's being written by
1300          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1301          * about to about to call exc_nmi() anyway, so we can just
1302          * resume the outer NMI.
1303          */
1304
1305         movq    $repeat_nmi, %rdx
1306         cmpq    8(%rsp), %rdx
1307         ja      1f
1308         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1309         cmpq    8(%rsp), %rdx
1310         ja      nested_nmi_out
1311 1:
1312
1313         /*
1314          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1315          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1316          * before IRET.
1317          */
1318         cmpl    $1, -8(%rsp)
1319         je      nested_nmi
1320
1321         /*
1322          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1323          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1324          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1325          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1326          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1327          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1328          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1329          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1330          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1331          * "NMI executing".
1332          */
1333         lea     6*8(%rsp), %rdx
1334         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1335         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1336         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1337         ja      first_nmi
1338
1339         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1340         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1341         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1342         jb      first_nmi
1343
1344         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1345
1346         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1347         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1348
1349         /* This is a nested NMI. */
1350
1351 nested_nmi:
1352         /*
1353          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1354          * iteration of NMI handling.
1355          */
1356         subq    $8, %rsp
1357         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1358         pushq   $__KERNEL_DS
1359         pushq   %rdx
1360         pushfq
1361         pushq   $__KERNEL_CS
1362         pushq   $repeat_nmi
1363
1364         /* Put stack back */
1365         addq    $(6*8), %rsp
1366
1367 nested_nmi_out:
1368         popq    %rdx
1369
1370         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1371         iretq
1372
1373 first_nmi:
1374         /* Restore rdx. */
1375         movq    (%rsp), %rdx
1376
1377         /* Make room for "NMI executing". */
1378         pushq   $0
1379
1380         /* Leave room for the "iret" frame */
1381         subq    $(5*8), %rsp
1382
1383         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1384         .rept 5
1385         pushq   11*8(%rsp)
1386         .endr
1387         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1388
1389         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1390
1391 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1392         /*
1393          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1394          * default because IRET is very expensive.
1395          */
1396         pushq   $0              /* SS */
1397         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1398         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1399         pushfq                  /* RFLAGS */
1400         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1401         pushq   $1f             /* RIP */
1402         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1403         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1404 1:
1405 #endif
1406
1407 repeat_nmi:
1408         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1409         /*
1410          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1411          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1412          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1413          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1414          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1415          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1416          * NMI will update.
1417          *
1418          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1419          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1420          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1421          * gsbase if needed before we call exc_nmi().  "NMI executing"
1422          * is zero.
1423          */
1424         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1425
1426         /*
1427          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1428          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1429          * it or it will end up containing garbage.
1430          */
1431         addq    $(10*8), %rsp
1432         .rept 5
1433         pushq   -6*8(%rsp)
1434         .endr
1435         subq    $(5*8), %rsp
1436 end_repeat_nmi:
1437         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1438
1439         /*
1440          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1441          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1442          * frame to point back to repeat_nmi.
1443          */
1444         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1445
1446         /*
1447          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1448          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1449          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1450          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1451          * exceptions might do.
1452          */
1453         call    paranoid_entry
1454         UNWIND_HINT_REGS
1455
1456         movq    %rsp, %rdi
1457         movq    $-1, %rsi
1458         call    exc_nmi
1459
1460         /* Always restore stashed SPEC_CTRL value (see paranoid_entry) */
1461         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1462
1463         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1464         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1465
1466         /*
1467          * The above invocation of paranoid_entry stored the GSBASE
1468          * related information in R/EBX depending on the availability
1469          * of FSGSBASE.
1470          *
1471          * If FSGSBASE is enabled, restore the saved GSBASE value
1472          * unconditionally, otherwise take the conditional SWAPGS path.
1473          */
1474         ALTERNATIVE "jmp nmi_no_fsgsbase", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1475
1476         wrgsbase        %rbx
1477         jmp     nmi_restore
1478
1479 nmi_no_fsgsbase:
1480         /* EBX == 0 -> invoke SWAPGS */
1481         testl   %ebx, %ebx
1482         jnz     nmi_restore
1483
1484 nmi_swapgs:
1485         swapgs
1486
1487 nmi_restore:
1488         POP_REGS
1489
1490         /*
1491          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1492          * at the "iret" frame.
1493          */
1494         addq    $6*8, %rsp
1495
1496         /*
1497          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1498          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1499          * the SYSCALL entry and exit paths.
1500          *
1501          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1502          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1503          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1504          */
1505         std
1506         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1507
1508         /*
1509          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1510          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1511          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1512          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1513          */
1514         iretq
1515 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1516
1517 #ifndef CONFIG_IA32_EMULATION
1518 /*
1519  * This handles SYSCALL from 32-bit code.  There is no way to program
1520  * MSRs to fully disable 32-bit SYSCALL.
1521  */
1522 SYM_CODE_START(ignore_sysret)
1523         UNWIND_HINT_END_OF_STACK
1524         ENDBR
1525         mov     $-ENOSYS, %eax
1526         sysretl
1527 SYM_CODE_END(ignore_sysret)
1528 #endif
1529
1530 .pushsection .text, "ax"
1531         __FUNC_ALIGN
1532 SYM_CODE_START_NOALIGN(rewind_stack_and_make_dead)
1533         UNWIND_HINT_FUNC
1534         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1535         xorl    %ebp, %ebp
1536
1537         movq    PER_CPU_VAR(pcpu_hot + X86_top_of_stack), %rax
1538         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1539         UNWIND_HINT_REGS
1540
1541         call    make_task_dead
1542 SYM_CODE_END(rewind_stack_and_make_dead)
1543 .popsection