Merge branch 'x86-apic-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-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.txt
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  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
19  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
20  * - idtentry:          Define exception entry points.
21  */
22 #include <linux/linkage.h>
23 #include <asm/segment.h>
24 #include <asm/cache.h>
25 #include <asm/errno.h>
26 #include <asm/asm-offsets.h>
27 #include <asm/msr.h>
28 #include <asm/unistd.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/hw_irq.h>
31 #include <asm/page_types.h>
32 #include <asm/irqflags.h>
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #include <asm/percpu.h>
35 #include <asm/asm.h>
36 #include <asm/smap.h>
37 #include <asm/pgtable_types.h>
38 #include <asm/export.h>
39 #include <asm/frame.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <linux/err.h>
42
43 #include "calling.h"
44
45 .code64
46 .section .entry.text, "ax"
47
48 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
49 ENTRY(native_usergs_sysret64)
50         UNWIND_HINT_EMPTY
51         swapgs
52         sysretq
53 END(native_usergs_sysret64)
54 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
55
56 .macro TRACE_IRQS_FLAGS flags:req
57 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
58         btl     $9, \flags              /* interrupts off? */
59         jnc     1f
60         TRACE_IRQS_ON
61 1:
62 #endif
63 .endm
64
65 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
66         TRACE_IRQS_FLAGS EFLAGS(%rsp)
67 .endm
68
69 /*
70  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
71  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
72  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
73  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
74  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
75  *
76  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
77  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
78  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
79  */
80 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
81
82 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
83         call    debug_stack_set_zero
84         TRACE_IRQS_OFF
85         call    debug_stack_reset
86 .endm
87
88 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
89         call    debug_stack_set_zero
90         TRACE_IRQS_ON
91         call    debug_stack_reset
92 .endm
93
94 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
95         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
96         jnc     1f
97         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
98 1:
99 .endm
100
101 #else
102 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
103 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
104 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
105 #endif
106
107 /*
108  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
109  *
110  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
111  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
112  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
113  * available when SYSCALL is used.
114  *
115  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
116  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
117  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
118  * clock_gettimeofday fallback.
119  *
120  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
121  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
122  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
123  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
124  * and does not change rsp.
125  *
126  * Registers on entry:
127  * rax  system call number
128  * rcx  return address
129  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
130  * rdi  arg0
131  * rsi  arg1
132  * rdx  arg2
133  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
134  * r8   arg4
135  * r9   arg5
136  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
137  *
138  * Only called from user space.
139  *
140  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
141  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
142  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
143  */
144
145 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
146         UNWIND_HINT_EMPTY
147         /*
148          * Interrupts are off on entry.
149          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
150          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
151          */
152
153         swapgs
154         /* tss.sp2 is scratch space. */
155         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)
156         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
157         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
158
159         /* Construct struct pt_regs on stack */
160         pushq   $__USER_DS                              /* pt_regs->ss */
161         pushq   PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)       /* pt_regs->sp */
162         pushq   %r11                                    /* pt_regs->flags */
163         pushq   $__USER_CS                              /* pt_regs->cs */
164         pushq   %rcx                                    /* pt_regs->ip */
165 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
166         pushq   %rax                                    /* pt_regs->orig_ax */
167
168         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
169
170         TRACE_IRQS_OFF
171
172         /* IRQs are off. */
173         movq    %rax, %rdi
174         movq    %rsp, %rsi
175         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
176
177         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
178
179         /*
180          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
181          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
182          * go to the slow exit path.
183          */
184         movq    RCX(%rsp), %rcx
185         movq    RIP(%rsp), %r11
186
187         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
188         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
189
190         /*
191          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
192          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
193          * the kernel, since userspace controls RSP.
194          *
195          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
196          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
197          *
198          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
199          * depending on paging mode) in the address.
200          */
201 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
202         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
203                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
204 #else
205         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
206         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
207 #endif
208
209         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
210         cmpq    %rcx, %r11
211         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
212
213         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
214         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
215
216         movq    R11(%rsp), %r11
217         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
218         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
219
220         /*
221          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
222          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
223          * need to restore it correctly.
224          *
225          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
226          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
227          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
228          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
229          * this user code:
230          *
231          *           movq       $stuck_here, %rcx
232          *           pushfq
233          *           popq %r11
234          *   stuck_here:
235          *
236          * would never get past 'stuck_here'.
237          */
238         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
239         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
240
241         /* nothing to check for RSP */
242
243         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
244         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
245
246         /*
247          * We win! This label is here just for ease of understanding
248          * perf profiles. Nothing jumps here.
249          */
250 syscall_return_via_sysret:
251         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
252         UNWIND_HINT_EMPTY
253         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
254
255         /*
256          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
257          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
258          */
259         movq    %rsp, %rdi
260         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
261
262         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
263         pushq   (%rdi)          /* RDI */
264
265         /*
266          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
267          * We can do future final exit work right here.
268          */
269         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
270
271         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
272
273         popq    %rdi
274         popq    %rsp
275         USERGS_SYSRET64
276 END(entry_SYSCALL_64)
277
278 /*
279  * %rdi: prev task
280  * %rsi: next task
281  */
282 ENTRY(__switch_to_asm)
283         UNWIND_HINT_FUNC
284         /*
285          * Save callee-saved registers
286          * This must match the order in inactive_task_frame
287          */
288         pushq   %rbp
289         pushq   %rbx
290         pushq   %r12
291         pushq   %r13
292         pushq   %r14
293         pushq   %r15
294
295         /* switch stack */
296         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
297         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
298
299 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
300         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
301         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(fixed_percpu_data) + stack_canary_offset
302 #endif
303
304 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
305         /*
306          * When switching from a shallower to a deeper call stack
307          * the RSB may either underflow or use entries populated
308          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
309          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
310          * speculative execution to prevent attack.
311          */
312         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
313 #endif
314
315         /* restore callee-saved registers */
316         popq    %r15
317         popq    %r14
318         popq    %r13
319         popq    %r12
320         popq    %rbx
321         popq    %rbp
322
323         jmp     __switch_to
324 END(__switch_to_asm)
325
326 /*
327  * A newly forked process directly context switches into this address.
328  *
329  * rax: prev task we switched from
330  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
331  * r12: kernel thread arg
332  */
333 ENTRY(ret_from_fork)
334         UNWIND_HINT_EMPTY
335         movq    %rax, %rdi
336         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
337
338         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
339         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
340
341 2:
342         UNWIND_HINT_REGS
343         movq    %rsp, %rdi
344         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
345         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
346         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
347
348 1:
349         /* kernel thread */
350         UNWIND_HINT_EMPTY
351         movq    %r12, %rdi
352         CALL_NOSPEC %rbx
353         /*
354          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
355          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
356          * syscall.
357          */
358         movq    $0, RAX(%rsp)
359         jmp     2b
360 END(ret_from_fork)
361
362 /*
363  * Build the entry stubs with some assembler magic.
364  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
365  */
366         .align 8
367 ENTRY(irq_entries_start)
368     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
369     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
370         UNWIND_HINT_IRET_REGS
371         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
372         jmp     common_interrupt
373         .align  8
374         vector=vector+1
375     .endr
376 END(irq_entries_start)
377
378         .align 8
379 ENTRY(spurious_entries_start)
380     vector=FIRST_SYSTEM_VECTOR
381     .rept (NR_VECTORS - FIRST_SYSTEM_VECTOR)
382         UNWIND_HINT_IRET_REGS
383         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
384         jmp     common_spurious
385         .align  8
386         vector=vector+1
387     .endr
388 END(spurious_entries_start)
389
390 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
391 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
392         pushq %rax
393         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
394         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
395         jz .Lokay_\@
396         ud2
397 .Lokay_\@:
398         popq %rax
399 #endif
400 .endm
401
402 /*
403  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
404  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
405  * Requires kernel GSBASE.
406  *
407  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
408  */
409 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
410         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
411
412         .if \save_ret
413         /*
414          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
415          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
416          * entry below %rsp to \old_rsp.
417          */
418         leaq    8(%rsp), \old_rsp
419         .else
420         movq    %rsp, \old_rsp
421         .endif
422
423         .if \regs
424         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
425         .endif
426
427         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
428         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
429
430         /*
431          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
432          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
433          *
434          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
435          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
436          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
437          * handler.
438          *
439          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
440          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
441          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
442          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
443          */
444
445         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_backing_store + IRQ_STACK_SIZE - 8)
446         movq    PER_CPU_VAR(hardirq_stack_ptr), %rsp
447
448 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
449         /*
450          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
451          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
452          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
453          * of bug quickly.
454          */
455         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
456         je      .Lirq_stack_okay\@
457         ud2
458         .Lirq_stack_okay\@:
459 #endif
460
461 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
462         pushq   \old_rsp
463
464         .if \regs
465         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
466         .endif
467
468         .if \save_ret
469         /*
470          * Push the return address to the stack. This return address can
471          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
472          * the beginning of this macro.
473          */
474         pushq   -8(\old_rsp)
475         .endif
476 .endm
477
478 /*
479  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
480  */
481 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
482         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
483         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
484         popq    %rsp
485
486         .if \regs
487         UNWIND_HINT_REGS
488         .endif
489
490         /*
491          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
492          * the irq stack but we're not on it.
493          */
494
495         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
496 .endm
497
498 /*
499  * Interrupt entry helper function.
500  *
501  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
502  * +----------------------------------------------------+
503  * | regs->ss                                           |
504  * | regs->rsp                                          |
505  * | regs->eflags                                       |
506  * | regs->cs                                           |
507  * | regs->ip                                           |
508  * +----------------------------------------------------+
509  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
510  * +----------------------------------------------------+
511  * | return address                                     |
512  * +----------------------------------------------------+
513  */
514 ENTRY(interrupt_entry)
515         UNWIND_HINT_FUNC
516         ASM_CLAC
517         cld
518
519         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
520         jz      1f
521         SWAPGS
522
523         /*
524          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
525          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
526          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
527          * allocated for them.
528          */
529         pushq   %rdi
530
531         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
532         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
533         movq    %rsp, %rdi
534         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
535
536          /*
537           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
538           * top of the IRET frame. That means offset=24
539           */
540         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
541
542         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
543         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
544         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
545         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
546         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
547         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
548         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
549         UNWIND_HINT_FUNC
550
551         movq    (%rdi), %rdi
552 1:
553
554         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
555         ENCODE_FRAME_POINTER 8
556
557         testb   $3, CS+8(%rsp)
558         jz      1f
559
560         /*
561          * IRQ from user mode.
562          *
563          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
564          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
565          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
566          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
567          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
568          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
569          */
570         TRACE_IRQS_OFF
571
572         CALL_enter_from_user_mode
573
574 1:
575         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
576         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
577         TRACE_IRQS_OFF
578
579         ret
580 END(interrupt_entry)
581 _ASM_NOKPROBE(interrupt_entry)
582
583
584 /* Interrupt entry/exit. */
585
586 /*
587  * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
588  * then jump to common_spurious/interrupt.
589  */
590 common_spurious:
591         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
592         call    interrupt_entry
593         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
594         call    smp_spurious_interrupt          /* rdi points to pt_regs */
595         jmp     ret_from_intr
596 END(common_spurious)
597 _ASM_NOKPROBE(common_spurious)
598
599 /* common_interrupt is a hotpath. Align it */
600         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
601 common_interrupt:
602         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
603         call    interrupt_entry
604         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
605         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
606         /* 0(%rsp): old RSP */
607 ret_from_intr:
608         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
609         TRACE_IRQS_OFF
610
611         LEAVE_IRQ_STACK
612
613         testb   $3, CS(%rsp)
614         jz      retint_kernel
615
616         /* Interrupt came from user space */
617 GLOBAL(retint_user)
618         mov     %rsp,%rdi
619         call    prepare_exit_to_usermode
620         TRACE_IRQS_IRETQ
621
622 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
623 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
624         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
625         testb   $3, CS(%rsp)
626         jnz     1f
627         ud2
628 1:
629 #endif
630         POP_REGS pop_rdi=0
631
632         /*
633          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
634          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
635          */
636         movq    %rsp, %rdi
637         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
638
639         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
640         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
641         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
642         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
643         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
644         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
645
646         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
647         pushq   (%rdi)
648
649         /*
650          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
651          * We can do future final exit work right here.
652          */
653         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
654
655         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
656
657         /* Restore RDI. */
658         popq    %rdi
659         SWAPGS
660         INTERRUPT_RETURN
661
662
663 /* Returning to kernel space */
664 retint_kernel:
665 #ifdef CONFIG_PREEMPT
666         /* Interrupts are off */
667         /* Check if we need preemption */
668         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
669         jnc     1f
670         cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
671         jnz     1f
672         call    preempt_schedule_irq
673 1:
674 #endif
675         /*
676          * The iretq could re-enable interrupts:
677          */
678         TRACE_IRQS_IRETQ
679
680 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
681 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
682         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
683         testb   $3, CS(%rsp)
684         jz      1f
685         ud2
686 1:
687 #endif
688         POP_REGS
689         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
690         /*
691          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
692          * when returning from IPI handler.
693          */
694         INTERRUPT_RETURN
695
696 ENTRY(native_iret)
697         UNWIND_HINT_IRET_REGS
698         /*
699          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
700          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
701          */
702 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
703         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
704         jnz     native_irq_return_ldt
705 #endif
706
707 .global native_irq_return_iret
708 native_irq_return_iret:
709         /*
710          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
711          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
712          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
713          * Other faults here are fatal.
714          */
715         iretq
716
717 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
718 native_irq_return_ldt:
719         /*
720          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
721          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
722          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
723          * of the ESPFIX stack.
724          *
725          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
726          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
727          *
728          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
729          *
730          * --- top of ESPFIX stack ---
731          * SS
732          * RSP
733          * RFLAGS
734          * CS
735          * RIP  <-- RSP points here when we're done
736          * RAX  <-- espfix_waddr points here
737          * --- bottom of ESPFIX stack ---
738          */
739
740         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
741         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
742         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
743
744         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
745         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
746         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
747         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
748         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
749         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
750         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
751         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
752         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
753         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
754         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
755         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
756         /* Now RAX == RSP. */
757
758         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
759
760         /*
761          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
762          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
763          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
764          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
765          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
766          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
767          */
768         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
769
770         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
771         SWAPGS                                  /* to user GS */
772         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
773
774         movq    %rax, %rsp
775         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
776
777         /*
778          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
779          * still read.
780          */
781         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
782
783         /*
784          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
785          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
786          * values.  We can now IRET back to userspace.
787          */
788         jmp     native_irq_return_iret
789 #endif
790 END(common_interrupt)
791 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt)
792
793 /*
794  * APIC interrupts.
795  */
796 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
797 ENTRY(\sym)
798         UNWIND_HINT_IRET_REGS
799         pushq   $~(\num)
800 .Lcommon_\sym:
801         call    interrupt_entry
802         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
803         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
804         jmp     ret_from_intr
805 END(\sym)
806 _ASM_NOKPROBE(\sym)
807 .endm
808
809 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
810 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
811 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
812
813 .macro apicinterrupt num sym do_sym
814 PUSH_SECTION_IRQENTRY
815 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
816 POP_SECTION_IRQENTRY
817 .endm
818
819 #ifdef CONFIG_SMP
820 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
821 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
822 #endif
823
824 #ifdef CONFIG_X86_UV
825 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
826 #endif
827
828 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
829 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
830
831 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
832 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
833 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
834 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
835 #endif
836
837 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
838 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
839 #endif
840
841 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
842 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
843 #endif
844
845 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
846 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
847 #endif
848
849 #ifdef CONFIG_SMP
850 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
851 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
852 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
853 #endif
854
855 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
856 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
857
858 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
859 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
860 #endif
861
862 /*
863  * Exception entry points.
864  */
865 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + (x) * 8)
866
867 /**
868  * idtentry - Generate an IDT entry stub
869  * @sym:                Name of the generated entry point
870  * @do_sym:             C function to be called
871  * @has_error_code:     True if this IDT vector has an error code on the stack
872  * @paranoid:           non-zero means that this vector may be invoked from
873  *                      kernel mode with user GSBASE and/or user CR3.
874  *                      2 is special -- see below.
875  * @shift_ist:          Set to an IST index if entries from kernel mode should
876  *                      decrement the IST stack so that nested entries get a
877  *                      fresh stack.  (This is for #DB, which has a nasty habit
878  *                      of recursing.)
879  *
880  * idtentry generates an IDT stub that sets up a usable kernel context,
881  * creates struct pt_regs, and calls @do_sym.  The stub has the following
882  * special behaviors:
883  *
884  * On an entry from user mode, the stub switches from the trampoline or
885  * IST stack to the normal thread stack.  On an exit to user mode, the
886  * normal exit-to-usermode path is invoked.
887  *
888  * On an exit to kernel mode, if @paranoid == 0, we check for preemption,
889  * whereas we omit the preemption check if @paranoid != 0.  This is purely
890  * because the implementation is simpler this way.  The kernel only needs
891  * to check for asynchronous kernel preemption when IRQ handlers return.
892  *
893  * If @paranoid == 0, then the stub will handle IRET faults by pretending
894  * that the fault came from user mode.  It will handle gs_change faults by
895  * pretending that the fault happened with kernel GSBASE.  Since this handling
896  * is omitted for @paranoid != 0, the #GP, #SS, and #NP stubs must have
897  * @paranoid == 0.  This special handling will do the wrong thing for
898  * espfix-induced #DF on IRET, so #DF must not use @paranoid == 0.
899  *
900  * @paranoid == 2 is special: the stub will never switch stacks.  This is for
901  * #DF: if the thread stack is somehow unusable, we'll still get a useful OOPS.
902  */
903 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1 ist_offset=0 create_gap=0
904 ENTRY(\sym)
905         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
906
907         /* Sanity check */
908         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
909         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
910         .endif
911
912         ASM_CLAC
913
914         .if \has_error_code == 0
915         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
916         .endif
917
918         .if \paranoid == 1
919         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
920         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
921         .endif
922
923         .if \create_gap == 1
924         /*
925          * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
926          * int3 handler to emulate a call instruction.
927          */
928         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
929         jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
930         .rept   6
931         pushq   5*8(%rsp)
932         .endr
933         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
934 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
935         .endif
936
937         .if \paranoid
938         call    paranoid_entry
939         .else
940         call    error_entry
941         .endif
942         UNWIND_HINT_REGS
943         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
944
945         .if \paranoid
946         .if \shift_ist != -1
947         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
948         .else
949         TRACE_IRQS_OFF
950         .endif
951         .endif
952
953         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
954
955         .if \has_error_code
956         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
957         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
958         .else
959         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
960         .endif
961
962         .if \shift_ist != -1
963         subq    $\ist_offset, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
964         .endif
965
966         call    \do_sym
967
968         .if \shift_ist != -1
969         addq    $\ist_offset, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
970         .endif
971
972         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
973         .if \paranoid
974         jmp     paranoid_exit
975         .else
976         jmp     error_exit
977         .endif
978
979         .if \paranoid == 1
980         /*
981          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
982          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
983          * run in real process context if user_mode(regs).
984          */
985 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
986         call    error_entry
987
988         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
989
990         .if \has_error_code
991         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
992         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
993         .else
994         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
995         .endif
996
997         call    \do_sym
998
999         jmp     error_exit
1000         .endif
1001 _ASM_NOKPROBE(\sym)
1002 END(\sym)
1003 .endm
1004
1005 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
1006 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
1007 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
1008 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
1009 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
1010 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
1011 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
1012 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
1013 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
1014 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
1015 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1016 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1017 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1018
1019
1020         /*
1021          * Reload gs selector with exception handling
1022          * edi:  new selector
1023          */
1024 ENTRY(native_load_gs_index)
1025         FRAME_BEGIN
1026         pushfq
1027         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1028         TRACE_IRQS_OFF
1029         SWAPGS
1030 .Lgs_change:
1031         movl    %edi, %gs
1032 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1033         SWAPGS
1034         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1035         popfq
1036         FRAME_END
1037         ret
1038 ENDPROC(native_load_gs_index)
1039 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1040
1041         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1042         .section .fixup, "ax"
1043         /* running with kernelgs */
1044 bad_gs:
1045         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1046 .macro ZAP_GS
1047         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1048         movl $__USER_DS, %eax
1049         movl %eax, %gs
1050 .endm
1051         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1052         xorl    %eax, %eax
1053         movl    %eax, %gs
1054         jmp     2b
1055         .previous
1056
1057 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1058 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1059         pushq   %rbp
1060         mov     %rsp, %rbp
1061         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1062         call    __do_softirq
1063         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1064         leaveq
1065         ret
1066 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1067
1068 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1069 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1070
1071 /*
1072  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1073  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1074  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1075  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1076  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1077  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1078  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1079  * like to avoid the possibility.
1080  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1081  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1082  * activation and restart the handler using the previous one.
1083  */
1084 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1085
1086 /*
1087  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1088  * see the correct pointer to the pt_regs
1089  */
1090         UNWIND_HINT_FUNC
1091         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1092         UNWIND_HINT_REGS
1093
1094         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1095         call    xen_evtchn_do_upcall
1096         LEAVE_IRQ_STACK
1097
1098 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1099         call    xen_maybe_preempt_hcall
1100 #endif
1101         jmp     error_exit
1102 END(xen_do_hypervisor_callback)
1103
1104 /*
1105  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1106  * We get here for two reasons:
1107  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1108  *  2. Fault while executing IRET
1109  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1110  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1111  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1112  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1113  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1114  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1115  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1116  */
1117 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1118         UNWIND_HINT_EMPTY
1119         movl    %ds, %ecx
1120         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1121         jne     1f
1122         movl    %es, %ecx
1123         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1124         jne     1f
1125         movl    %fs, %ecx
1126         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1127         jne     1f
1128         movl    %gs, %ecx
1129         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1130         jne     1f
1131         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1132         movq    (%rsp), %rcx
1133         movq    8(%rsp), %r11
1134         addq    $0x30, %rsp
1135         pushq   $0                              /* RIP */
1136         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1137         jmp     general_protection
1138 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1139         movq    (%rsp), %rcx
1140         movq    8(%rsp), %r11
1141         addq    $0x30, %rsp
1142         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1143         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1144         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1145         ENCODE_FRAME_POINTER
1146         jmp     error_exit
1147 END(xen_failsafe_callback)
1148 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
1149
1150 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1151 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1152         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1153 #endif
1154
1155
1156 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1157 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1158         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1159
1160 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1161         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1162
1163 apicinterrupt3 HYPERV_STIMER0_VECTOR \
1164         hv_stimer0_callback_vector hv_stimer0_vector_handler
1165 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1166
1167 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=IST_INDEX_DB ist_offset=DB_STACK_OFFSET
1168 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        create_gap=1
1169 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1170
1171 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1172 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1173 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1174 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1175 #endif
1176
1177 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1178 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1179
1180 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1181 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1182 #endif
1183
1184 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1185 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1186 #endif
1187
1188 /*
1189  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1190  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1191  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1192  */
1193 ENTRY(paranoid_entry)
1194         UNWIND_HINT_FUNC
1195         cld
1196         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1197         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1198         movl    $1, %ebx
1199         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1200         rdmsr
1201         testl   %edx, %edx
1202         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1203         SWAPGS
1204         xorl    %ebx, %ebx
1205
1206 1:
1207         /*
1208          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
1209          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
1210          * another entry that already switched to the user CR3 value
1211          * but has not yet returned to userspace.
1212          *
1213          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
1214          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
1215          * to kernel code, but with a user CR3 value.
1216          */
1217         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1218
1219         ret
1220 END(paranoid_entry)
1221
1222 /*
1223  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1224  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1225  * from kernel space.
1226  *
1227  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1228  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1229  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1230  * to try to handle preemption here.
1231  *
1232  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1233  */
1234 ENTRY(paranoid_exit)
1235         UNWIND_HINT_REGS
1236         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1237         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1238         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1239         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1240         TRACE_IRQS_IRETQ
1241         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1242         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1243         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1244         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1245 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1246         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1247         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1248         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1249 .Lparanoid_exit_restore:
1250         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1251 END(paranoid_exit)
1252
1253 /*
1254  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1255  */
1256 ENTRY(error_entry)
1257         UNWIND_HINT_FUNC
1258         cld
1259         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1260         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1261         testb   $3, CS+8(%rsp)
1262         jz      .Lerror_kernelspace
1263
1264         /*
1265          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1266          * from user mode due to an IRET fault.
1267          */
1268         SWAPGS
1269         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1270         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1271
1272 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1273         /* Put us onto the real thread stack. */
1274         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1275         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1276         call    sync_regs
1277         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1278         ENCODE_FRAME_POINTER
1279         pushq   %r12
1280
1281         /*
1282          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1283          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1284          * (which can take locks).
1285          */
1286         TRACE_IRQS_OFF
1287         CALL_enter_from_user_mode
1288         ret
1289
1290 .Lerror_entry_done:
1291         TRACE_IRQS_OFF
1292         ret
1293
1294         /*
1295          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1296          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1297          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1298          * for these here too.
1299          */
1300 .Lerror_kernelspace:
1301         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1302         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1303         je      .Lerror_bad_iret
1304         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1305         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1306         je      .Lbstep_iret
1307         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1308         jne     .Lerror_entry_done
1309
1310         /*
1311          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1312          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1313          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1314          */
1315         SWAPGS
1316         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1317         jmp .Lerror_entry_done
1318
1319 .Lbstep_iret:
1320         /* Fix truncated RIP */
1321         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1322         /* fall through */
1323
1324 .Lerror_bad_iret:
1325         /*
1326          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1327          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1328          */
1329         SWAPGS
1330         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1331
1332         /*
1333          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1334          * as if we faulted immediately after IRET.
1335          */
1336         mov     %rsp, %rdi
1337         call    fixup_bad_iret
1338         mov     %rax, %rsp
1339         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1340 END(error_entry)
1341
1342 ENTRY(error_exit)
1343         UNWIND_HINT_REGS
1344         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1345         TRACE_IRQS_OFF
1346         testb   $3, CS(%rsp)
1347         jz      retint_kernel
1348         jmp     retint_user
1349 END(error_exit)
1350
1351 /*
1352  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1353  * so we can use real assembly here.
1354  *
1355  * Registers:
1356  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1357  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1358  */
1359 ENTRY(nmi)
1360         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1361
1362         /*
1363          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1364          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1365          * This means that we can have nested NMIs where the next
1366          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1367          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1368          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1369          * anyway.
1370          *
1371          * To handle this case we do the following:
1372          *  Check the a special location on the stack that contains
1373          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1374          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1375          *  is an NMI stack.
1376          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1377          *  stack then:
1378          *    o Set the special variable on the stack
1379          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1380          *      stack
1381          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1382          *    o Continue processing the NMI
1383          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1384          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1385          *    o return back to the first NMI
1386          *
1387          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1388          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1389          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1390          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1391          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1392          * NMI.
1393          *
1394          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1395          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1396          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1397          * other IST entries.
1398          */
1399
1400         ASM_CLAC
1401
1402         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1403         pushq   %rdx
1404
1405         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1406         jz      .Lnmi_from_kernel
1407
1408         /*
1409          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1410          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1411          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1412          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1413          * are off.
1414          *
1415          * We also must not push anything to the stack before switching
1416          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1417          */
1418
1419         swapgs
1420         cld
1421         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1422         movq    %rsp, %rdx
1423         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1424         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1425         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1426         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1427         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1428         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1429         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1430         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1431         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1432         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1433         ENCODE_FRAME_POINTER
1434
1435         /*
1436          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1437          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1438          * done with the NMI stack.
1439          */
1440
1441         movq    %rsp, %rdi
1442         movq    $-1, %rsi
1443         call    do_nmi
1444
1445         /*
1446          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1447          * work, because we don't want to enable interrupts.
1448          */
1449         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1450
1451 .Lnmi_from_kernel:
1452         /*
1453          * Here's what our stack frame will look like:
1454          * +---------------------------------------------------------+
1455          * | original SS                                             |
1456          * | original Return RSP                                     |
1457          * | original RFLAGS                                         |
1458          * | original CS                                             |
1459          * | original RIP                                            |
1460          * +---------------------------------------------------------+
1461          * | temp storage for rdx                                    |
1462          * +---------------------------------------------------------+
1463          * | "NMI executing" variable                                |
1464          * +---------------------------------------------------------+
1465          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1466          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1467          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1468          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1469          * | iret RIP         }                                      |
1470          * +---------------------------------------------------------+
1471          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1472          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1473          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1474          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1475          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1476          * +---------------------------------------------------------+
1477          * | pt_regs                                                 |
1478          * +---------------------------------------------------------+
1479          *
1480          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1481          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1482          * space for the asm code here.
1483          *
1484          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1485          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1486          * processing.
1487          *
1488          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1489          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1490          * frame pointing to the final return target.
1491          */
1492
1493         /*
1494          * Determine whether we're a nested NMI.
1495          *
1496          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1497          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1498          * modify the "iret" frame because it's being written by
1499          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1500          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1501          * resume the outer NMI.
1502          */
1503
1504         movq    $repeat_nmi, %rdx
1505         cmpq    8(%rsp), %rdx
1506         ja      1f
1507         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1508         cmpq    8(%rsp), %rdx
1509         ja      nested_nmi_out
1510 1:
1511
1512         /*
1513          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1514          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1515          * before IRET.
1516          */
1517         cmpl    $1, -8(%rsp)
1518         je      nested_nmi
1519
1520         /*
1521          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1522          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1523          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1524          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1525          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1526          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1527          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1528          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1529          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1530          * "NMI executing".
1531          */
1532         lea     6*8(%rsp), %rdx
1533         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1534         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1535         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1536         ja      first_nmi
1537
1538         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1539         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1540         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1541         jb      first_nmi
1542
1543         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1544
1545         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1546         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1547
1548         /* This is a nested NMI. */
1549
1550 nested_nmi:
1551         /*
1552          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1553          * iteration of NMI handling.
1554          */
1555         subq    $8, %rsp
1556         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1557         pushq   $__KERNEL_DS
1558         pushq   %rdx
1559         pushfq
1560         pushq   $__KERNEL_CS
1561         pushq   $repeat_nmi
1562
1563         /* Put stack back */
1564         addq    $(6*8), %rsp
1565
1566 nested_nmi_out:
1567         popq    %rdx
1568
1569         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1570         iretq
1571
1572 first_nmi:
1573         /* Restore rdx. */
1574         movq    (%rsp), %rdx
1575
1576         /* Make room for "NMI executing". */
1577         pushq   $0
1578
1579         /* Leave room for the "iret" frame */
1580         subq    $(5*8), %rsp
1581
1582         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1583         .rept 5
1584         pushq   11*8(%rsp)
1585         .endr
1586         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1587
1588         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1589
1590 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1591         /*
1592          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1593          * default because IRET is very expensive.
1594          */
1595         pushq   $0              /* SS */
1596         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1597         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1598         pushfq                  /* RFLAGS */
1599         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1600         pushq   $1f             /* RIP */
1601         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1602         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1603 1:
1604 #endif
1605
1606 repeat_nmi:
1607         /*
1608          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1609          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1610          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1611          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1612          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1613          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1614          * NMI will update.
1615          *
1616          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1617          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1618          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1619          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1620          * is zero.
1621          */
1622         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1623
1624         /*
1625          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1626          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1627          * it or it will end up containing garbage.
1628          */
1629         addq    $(10*8), %rsp
1630         .rept 5
1631         pushq   -6*8(%rsp)
1632         .endr
1633         subq    $(5*8), %rsp
1634 end_repeat_nmi:
1635
1636         /*
1637          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1638          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1639          * frame to point back to repeat_nmi.
1640          */
1641         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1642
1643         /*
1644          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1645          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1646          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1647          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1648          * exceptions might do.
1649          */
1650         call    paranoid_entry
1651         UNWIND_HINT_REGS
1652
1653         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1654         movq    %rsp, %rdi
1655         movq    $-1, %rsi
1656         call    do_nmi
1657
1658         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1659         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1660
1661         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1662         jnz     nmi_restore
1663 nmi_swapgs:
1664         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1665 nmi_restore:
1666         POP_REGS
1667
1668         /*
1669          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1670          * at the "iret" frame.
1671          */
1672         addq    $6*8, %rsp
1673
1674         /*
1675          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1676          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1677          * the SYSCALL entry and exit paths.
1678          *
1679          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1680          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1681          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1682          */
1683         std
1684         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1685
1686         /*
1687          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1688          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1689          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1690          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1691          */
1692         iretq
1693 END(nmi)
1694
1695 ENTRY(ignore_sysret)
1696         UNWIND_HINT_EMPTY
1697         mov     $-ENOSYS, %eax
1698         sysret
1699 END(ignore_sysret)
1700
1701 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1702         UNWIND_HINT_FUNC
1703         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1704         xorl    %ebp, %ebp
1705
1706         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1707         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1708         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1709
1710         call    do_exit
1711 END(rewind_stack_do_exit)