x86: Rewrite ret_from_fork() in C
[platform/kernel/linux-starfive.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/arch/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 SYM_CODE_START(ret_from_fork_asm)
288         UNWIND_HINT_REGS
289         ANNOTATE_NOENDBR // copy_thread
290         CALL_DEPTH_ACCOUNT
291
292         movq    %rax, %rdi              /* prev */
293         movq    %rsp, %rsi              /* regs */
294         movq    %rbx, %rdx              /* fn */
295         movq    %r12, %rcx              /* fn_arg */
296         call    ret_from_fork
297
298         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
299 SYM_CODE_END(ret_from_fork_asm)
300 .popsection
301
302 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
303 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
304         pushq %rax
305         SAVE_FLAGS
306         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
307         jz .Lokay_\@
308         ud2
309 .Lokay_\@:
310         popq %rax
311 #endif
312 .endm
313
314 SYM_CODE_START(xen_error_entry)
315         ANNOTATE_NOENDBR
316         UNWIND_HINT_FUNC
317         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
318         ENCODE_FRAME_POINTER 8
319         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
320         RET
321 SYM_CODE_END(xen_error_entry)
322
323 /**
324  * idtentry_body - Macro to emit code calling the C function
325  * @cfunc:              C function to be called
326  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
327  */
328 .macro idtentry_body cfunc has_error_code:req
329
330         /*
331          * Call error_entry() and switch to the task stack if from userspace.
332          *
333          * When in XENPV, it is already in the task stack, and it can't fault
334          * for native_iret() nor native_load_gs_index() since XENPV uses its
335          * own pvops for IRET and load_gs_index().  And it doesn't need to
336          * switch the CR3.  So it can skip invoking error_entry().
337          */
338         ALTERNATIVE "call error_entry; movq %rax, %rsp", \
339                     "call xen_error_entry", X86_FEATURE_XENPV
340
341         ENCODE_FRAME_POINTER
342         UNWIND_HINT_REGS
343
344         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer into 1st argument*/
345
346         .if \has_error_code == 1
347                 movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
348                 movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
349         .endif
350
351         call    \cfunc
352
353         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
354         REACHABLE
355
356         jmp     error_return
357 .endm
358
359 /**
360  * idtentry - Macro to generate entry stubs for simple IDT entries
361  * @vector:             Vector number
362  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
363  * @cfunc:              C function to be called
364  * @has_error_code:     Hardware pushed error code on stack
365  *
366  * The macro emits code to set up the kernel context for straight forward
367  * and simple IDT entries. No IST stack, no paranoid entry checks.
368  */
369 .macro idtentry vector asmsym cfunc has_error_code:req
370 SYM_CODE_START(\asmsym)
371
372         .if \vector == X86_TRAP_BP
373                 /* #BP advances %rip to the next instruction */
374                 UNWIND_HINT_IRET_ENTRY offset=\has_error_code*8 signal=0
375         .else
376                 UNWIND_HINT_IRET_ENTRY offset=\has_error_code*8
377         .endif
378
379         ENDBR
380         ASM_CLAC
381         cld
382
383         .if \has_error_code == 0
384                 pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
385         .endif
386
387         .if \vector == X86_TRAP_BP
388                 /*
389                  * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
390                  * int3 handler to emulate a call instruction.
391                  */
392                 testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
393                 jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
394                 .rept   6
395                 pushq   5*8(%rsp)
396                 .endr
397                 UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
398 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
399         .endif
400
401         idtentry_body \cfunc \has_error_code
402
403 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
404 SYM_CODE_END(\asmsym)
405 .endm
406
407 /*
408  * Interrupt entry/exit.
409  *
410  + The interrupt stubs push (vector) onto the stack, which is the error_code
411  * position of idtentry exceptions, and jump to one of the two idtentry points
412  * (common/spurious).
413  *
414  * common_interrupt is a hotpath, align it to a cache line
415  */
416 .macro idtentry_irq vector cfunc
417         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
418         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=1
419 .endm
420
421 /*
422  * System vectors which invoke their handlers directly and are not
423  * going through the regular common device interrupt handling code.
424  */
425 .macro idtentry_sysvec vector cfunc
426         idtentry \vector asm_\cfunc \cfunc has_error_code=0
427 .endm
428
429 /**
430  * idtentry_mce_db - Macro to generate entry stubs for #MC and #DB
431  * @vector:             Vector number
432  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
433  * @cfunc:              C function to be called
434  *
435  * The macro emits code to set up the kernel context for #MC and #DB
436  *
437  * If the entry comes from user space it uses the normal entry path
438  * including the return to user space work and preemption checks on
439  * exit.
440  *
441  * If hits in kernel mode then it needs to go through the paranoid
442  * entry as the exception can hit any random state. No preemption
443  * check on exit to keep the paranoid path simple.
444  */
445 .macro idtentry_mce_db vector asmsym cfunc
446 SYM_CODE_START(\asmsym)
447         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY
448         ENDBR
449         ASM_CLAC
450         cld
451
452         pushq   $-1                     /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
453
454         /*
455          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
456          * a normal entry.
457          */
458         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
459         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
460
461         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
462         call    paranoid_entry
463
464         UNWIND_HINT_REGS
465
466         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
467
468         call    \cfunc
469
470         jmp     paranoid_exit
471
472         /* Switch to the regular task stack and use the noist entry point */
473 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
474         idtentry_body noist_\cfunc, has_error_code=0
475
476 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
477 SYM_CODE_END(\asmsym)
478 .endm
479
480 #ifdef CONFIG_AMD_MEM_ENCRYPT
481 /**
482  * idtentry_vc - Macro to generate entry stub for #VC
483  * @vector:             Vector number
484  * @asmsym:             ASM symbol for the entry point
485  * @cfunc:              C function to be called
486  *
487  * The macro emits code to set up the kernel context for #VC. The #VC handler
488  * runs on an IST stack and needs to be able to cause nested #VC exceptions.
489  *
490  * To make this work the #VC entry code tries its best to pretend it doesn't use
491  * an IST stack by switching to the task stack if coming from user-space (which
492  * includes early SYSCALL entry path) or back to the stack in the IRET frame if
493  * entered from kernel-mode.
494  *
495  * If entered from kernel-mode the return stack is validated first, and if it is
496  * not safe to use (e.g. because it points to the entry stack) the #VC handler
497  * will switch to a fall-back stack (VC2) and call a special handler function.
498  *
499  * The macro is only used for one vector, but it is planned to be extended in
500  * the future for the #HV exception.
501  */
502 .macro idtentry_vc vector asmsym cfunc
503 SYM_CODE_START(\asmsym)
504         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY
505         ENDBR
506         ASM_CLAC
507         cld
508
509         /*
510          * If the entry is from userspace, switch stacks and treat it as
511          * a normal entry.
512          */
513         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
514         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
515
516         /*
517          * paranoid_entry returns SWAPGS flag for paranoid_exit in EBX.
518          * EBX == 0 -> SWAPGS, EBX == 1 -> no SWAPGS
519          */
520         call    paranoid_entry
521
522         UNWIND_HINT_REGS
523
524         /*
525          * Switch off the IST stack to make it free for nested exceptions. The
526          * vc_switch_off_ist() function will switch back to the interrupted
527          * stack if it is safe to do so. If not it switches to the VC fall-back
528          * stack.
529          */
530         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
531         call    vc_switch_off_ist
532         movq    %rax, %rsp              /* Switch to new stack */
533
534         ENCODE_FRAME_POINTER
535         UNWIND_HINT_REGS
536
537         /* Update pt_regs */
538         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
539         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
540
541         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer */
542
543         call    kernel_\cfunc
544
545         /*
546          * No need to switch back to the IST stack. The current stack is either
547          * identical to the stack in the IRET frame or the VC fall-back stack,
548          * so it is definitely mapped even with PTI enabled.
549          */
550         jmp     paranoid_exit
551
552         /* Switch to the regular task stack */
553 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
554         idtentry_body user_\cfunc, has_error_code=1
555
556 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
557 SYM_CODE_END(\asmsym)
558 .endm
559 #endif
560
561 /*
562  * Double fault entry. Straight paranoid. No checks from which context
563  * this comes because for the espfix induced #DF this would do the wrong
564  * thing.
565  */
566 .macro idtentry_df vector asmsym cfunc
567 SYM_CODE_START(\asmsym)
568         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY offset=8
569         ENDBR
570         ASM_CLAC
571         cld
572
573         /* paranoid_entry returns GS information for paranoid_exit in EBX. */
574         call    paranoid_entry
575         UNWIND_HINT_REGS
576
577         movq    %rsp, %rdi              /* pt_regs pointer into first argument */
578         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi    /* get error code into 2nd argument*/
579         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)     /* no syscall to restart */
580         call    \cfunc
581
582         /* For some configurations \cfunc ends up being a noreturn. */
583         REACHABLE
584
585         jmp     paranoid_exit
586
587 _ASM_NOKPROBE(\asmsym)
588 SYM_CODE_END(\asmsym)
589 .endm
590
591 /*
592  * Include the defines which emit the idt entries which are shared
593  * shared between 32 and 64 bit and emit the __irqentry_text_* markers
594  * so the stacktrace boundary checks work.
595  */
596         __ALIGN
597         .globl __irqentry_text_start
598 __irqentry_text_start:
599
600 #include <asm/idtentry.h>
601
602         __ALIGN
603         .globl __irqentry_text_end
604 __irqentry_text_end:
605         ANNOTATE_NOENDBR
606
607 SYM_CODE_START_LOCAL(common_interrupt_return)
608 SYM_INNER_LABEL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode, SYM_L_GLOBAL)
609         IBRS_EXIT
610 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
611         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
612         testb   $3, CS(%rsp)
613         jnz     1f
614         ud2
615 1:
616 #endif
617 #ifdef CONFIG_XEN_PV
618         ALTERNATIVE "", "jmp xenpv_restore_regs_and_return_to_usermode", X86_FEATURE_XENPV
619 #endif
620
621         POP_REGS pop_rdi=0
622
623         /*
624          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
625          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
626          */
627         movq    %rsp, %rdi
628         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
629         UNWIND_HINT_END_OF_STACK
630
631         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
632         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
633         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
634         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
635         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
636         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
637
638         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
639         pushq   (%rdi)
640
641         /*
642          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
643          * We can do future final exit work right here.
644          */
645         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
646
647         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
648
649         /* Restore RDI. */
650         popq    %rdi
651         swapgs
652         jmp     .Lnative_iret
653
654
655 SYM_INNER_LABEL(restore_regs_and_return_to_kernel, SYM_L_GLOBAL)
656 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
657         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
658         testb   $3, CS(%rsp)
659         jz      1f
660         ud2
661 1:
662 #endif
663         POP_REGS
664         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
665         /*
666          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
667          * when returning from IPI handler.
668          */
669 #ifdef CONFIG_XEN_PV
670 SYM_INNER_LABEL(early_xen_iret_patch, SYM_L_GLOBAL)
671         ANNOTATE_NOENDBR
672         .byte 0xe9
673         .long .Lnative_iret - (. + 4)
674 #endif
675
676 .Lnative_iret:
677         UNWIND_HINT_IRET_REGS
678         /*
679          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
680          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
681          */
682 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
683         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
684         jnz     native_irq_return_ldt
685 #endif
686
687 SYM_INNER_LABEL(native_irq_return_iret, SYM_L_GLOBAL)
688         ANNOTATE_NOENDBR // exc_double_fault
689         /*
690          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
691          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
692          * Double-faults due to espfix64 are handled in exc_double_fault.
693          * Other faults here are fatal.
694          */
695         iretq
696
697 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
698 native_irq_return_ldt:
699         /*
700          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
701          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
702          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
703          * of the ESPFIX stack.
704          *
705          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
706          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
707          *
708          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
709          *
710          * --- top of ESPFIX stack ---
711          * SS
712          * RSP
713          * RFLAGS
714          * CS
715          * RIP  <-- RSP points here when we're done
716          * RAX  <-- espfix_waddr points here
717          * --- bottom of ESPFIX stack ---
718          */
719
720         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
721         swapgs                                  /* to kernel GS */
722         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
723
724         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
725         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
726         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
727         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
728         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
729         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
730         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
731         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
732         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
733         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
734         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
735         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
736         /* Now RAX == RSP. */
737
738         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
739
740         /*
741          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
742          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
743          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
744          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
745          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
746          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
747          */
748         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
749
750         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
751         swapgs                                  /* to user GS */
752         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
753
754         movq    %rax, %rsp
755         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
756
757         /*
758          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
759          * still read.
760          */
761         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
762
763         /*
764          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
765          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
766          * values.  We can now IRET back to userspace.
767          */
768         jmp     native_irq_return_iret
769 #endif
770 SYM_CODE_END(common_interrupt_return)
771 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt_return)
772
773 /*
774  * Reload gs selector with exception handling
775  *  di:  new selector
776  *
777  * Is in entry.text as it shouldn't be instrumented.
778  */
779 SYM_FUNC_START(asm_load_gs_index)
780         FRAME_BEGIN
781         swapgs
782 .Lgs_change:
783         ANNOTATE_NOENDBR // error_entry
784         movl    %edi, %gs
785 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
786         swapgs
787         FRAME_END
788         RET
789
790         /* running with kernelgs */
791 .Lbad_gs:
792         swapgs                                  /* switch back to user gs */
793 .macro ZAP_GS
794         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
795         movl $__USER_DS, %eax
796         movl %eax, %gs
797 .endm
798         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
799         xorl    %eax, %eax
800         movl    %eax, %gs
801         jmp     2b
802
803         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, .Lbad_gs)
804
805 SYM_FUNC_END(asm_load_gs_index)
806 EXPORT_SYMBOL(asm_load_gs_index)
807
808 #ifdef CONFIG_XEN_PV
809 /*
810  * A note on the "critical region" in our callback handler.
811  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
812  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
813  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
814  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
815  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
816  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
817  * like to avoid the possibility.
818  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
819  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
820  * activation and restart the handler using the previous one.
821  *
822  * C calling convention: exc_xen_hypervisor_callback(struct *pt_regs)
823  */
824         __FUNC_ALIGN
825 SYM_CODE_START_LOCAL_NOALIGN(exc_xen_hypervisor_callback)
826
827 /*
828  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
829  * see the correct pointer to the pt_regs
830  */
831         UNWIND_HINT_FUNC
832         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
833         UNWIND_HINT_REGS
834
835         call    xen_pv_evtchn_do_upcall
836
837         jmp     error_return
838 SYM_CODE_END(exc_xen_hypervisor_callback)
839
840 /*
841  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
842  * We get here for two reasons:
843  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
844  *  2. Fault while executing IRET
845  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
846  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
847  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
848  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
849  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
850  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
851  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
852  */
853         __FUNC_ALIGN
854 SYM_CODE_START_NOALIGN(xen_failsafe_callback)
855         UNWIND_HINT_UNDEFINED
856         ENDBR
857         movl    %ds, %ecx
858         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
859         jne     1f
860         movl    %es, %ecx
861         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
862         jne     1f
863         movl    %fs, %ecx
864         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
865         jne     1f
866         movl    %gs, %ecx
867         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
868         jne     1f
869         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
870         movq    (%rsp), %rcx
871         movq    8(%rsp), %r11
872         addq    $0x30, %rsp
873         pushq   $0                              /* RIP */
874         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
875         jmp     asm_exc_general_protection
876 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
877         movq    (%rsp), %rcx
878         movq    8(%rsp), %r11
879         addq    $0x30, %rsp
880         UNWIND_HINT_IRET_REGS
881         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
882         PUSH_AND_CLEAR_REGS
883         ENCODE_FRAME_POINTER
884         jmp     error_return
885 SYM_CODE_END(xen_failsafe_callback)
886 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
887
888 /*
889  * Save all registers in pt_regs. Return GSBASE related information
890  * in EBX depending on the availability of the FSGSBASE instructions:
891  *
892  * FSGSBASE     R/EBX
893  *     N        0 -> SWAPGS on exit
894  *              1 -> no SWAPGS on exit
895  *
896  *     Y        GSBASE value at entry, must be restored in paranoid_exit
897  *
898  * R14 - old CR3
899  * R15 - old SPEC_CTRL
900  */
901 SYM_CODE_START(paranoid_entry)
902         ANNOTATE_NOENDBR
903         UNWIND_HINT_FUNC
904         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
905         ENCODE_FRAME_POINTER 8
906
907         /*
908          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
909          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
910          * another entry that already switched to the user CR3 value
911          * but has not yet returned to userspace.
912          *
913          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
914          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
915          * to kernel code, but with a user CR3 value.
916          *
917          * Switching CR3 does not depend on kernel GSBASE so it can
918          * be done before switching to the kernel GSBASE. This is
919          * required for FSGSBASE because the kernel GSBASE has to
920          * be retrieved from a kernel internal table.
921          */
922         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
923
924         /*
925          * Handling GSBASE depends on the availability of FSGSBASE.
926          *
927          * Without FSGSBASE the kernel enforces that negative GSBASE
928          * values indicate kernel GSBASE. With FSGSBASE no assumptions
929          * can be made about the GSBASE value when entering from user
930          * space.
931          */
932         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_entry_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
933
934         /*
935          * Read the current GSBASE and store it in %rbx unconditionally,
936          * retrieve and set the current CPUs kernel GSBASE. The stored value
937          * has to be restored in paranoid_exit unconditionally.
938          *
939          * The unconditional write to GS base below ensures that no subsequent
940          * loads based on a mispredicted GS base can happen, therefore no LFENCE
941          * is needed here.
942          */
943         SAVE_AND_SET_GSBASE scratch_reg=%rax save_reg=%rbx
944         jmp .Lparanoid_gsbase_done
945
946 .Lparanoid_entry_checkgs:
947         /* EBX = 1 -> kernel GSBASE active, no restore required */
948         movl    $1, %ebx
949
950         /*
951          * The kernel-enforced convention is a negative GSBASE indicates
952          * a kernel value. No SWAPGS needed on entry and exit.
953          */
954         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
955         rdmsr
956         testl   %edx, %edx
957         js      .Lparanoid_kernel_gsbase
958
959         /* EBX = 0 -> SWAPGS required on exit */
960         xorl    %ebx, %ebx
961         swapgs
962 .Lparanoid_kernel_gsbase:
963         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
964 .Lparanoid_gsbase_done:
965
966         /*
967          * Once we have CR3 and %GS setup save and set SPEC_CTRL. Just like
968          * CR3 above, keep the old value in a callee saved register.
969          */
970         IBRS_ENTER save_reg=%r15
971         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
972
973         RET
974 SYM_CODE_END(paranoid_entry)
975
976 /*
977  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
978  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
979  * from kernel space.
980  *
981  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
982  * in syscall entry), so checking for preemption here would
983  * be complicated.  Fortunately, there's no good reason to try
984  * to handle preemption here.
985  *
986  * R/EBX contains the GSBASE related information depending on the
987  * availability of the FSGSBASE instructions:
988  *
989  * FSGSBASE     R/EBX
990  *     N        0 -> SWAPGS on exit
991  *              1 -> no SWAPGS on exit
992  *
993  *     Y        User space GSBASE, must be restored unconditionally
994  *
995  * R14 - old CR3
996  * R15 - old SPEC_CTRL
997  */
998 SYM_CODE_START_LOCAL(paranoid_exit)
999         UNWIND_HINT_REGS
1000
1001         /*
1002          * Must restore IBRS state before both CR3 and %GS since we need access
1003          * to the per-CPU x86_spec_ctrl_shadow variable.
1004          */
1005         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1006
1007         /*
1008          * The order of operations is important. RESTORE_CR3 requires
1009          * kernel GSBASE.
1010          *
1011          * NB to anyone to try to optimize this code: this code does
1012          * not execute at all for exceptions from user mode. Those
1013          * exceptions go through error_return instead.
1014          */
1015         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1016
1017         /* Handle the three GSBASE cases */
1018         ALTERNATIVE "jmp .Lparanoid_exit_checkgs", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1019
1020         /* With FSGSBASE enabled, unconditionally restore GSBASE */
1021         wrgsbase        %rbx
1022         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1023
1024 .Lparanoid_exit_checkgs:
1025         /* On non-FSGSBASE systems, conditionally do SWAPGS */
1026         testl           %ebx, %ebx
1027         jnz             restore_regs_and_return_to_kernel
1028
1029         /* We are returning to a context with user GSBASE */
1030         swapgs
1031         jmp             restore_regs_and_return_to_kernel
1032 SYM_CODE_END(paranoid_exit)
1033
1034 /*
1035  * Switch GS and CR3 if needed.
1036  */
1037 SYM_CODE_START(error_entry)
1038         ANNOTATE_NOENDBR
1039         UNWIND_HINT_FUNC
1040
1041         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1042         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1043
1044         testb   $3, CS+8(%rsp)
1045         jz      .Lerror_kernelspace
1046
1047         /*
1048          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1049          * from user mode due to an IRET fault.
1050          */
1051         swapgs
1052         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1053         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1054         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1055         IBRS_ENTER
1056         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
1057
1058         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1059         /* Put us onto the real thread stack. */
1060         jmp     sync_regs
1061
1062         /*
1063          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1064          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1065          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1066          * for these here too.
1067          */
1068 .Lerror_kernelspace:
1069         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1070         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1071         je      .Lerror_bad_iret
1072         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1073         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1074         je      .Lbstep_iret
1075         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1076         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1077
1078         /*
1079          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1080          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1081          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1082          */
1083         swapgs
1084
1085         /*
1086          * Issue an LFENCE to prevent GS speculation, regardless of whether it is a
1087          * kernel or user gsbase.
1088          */
1089 .Lerror_entry_done_lfence:
1090         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1091         CALL_DEPTH_ACCOUNT
1092         leaq    8(%rsp), %rax                   /* return pt_regs pointer */
1093         VALIDATE_UNRET_END
1094         RET
1095
1096 .Lbstep_iret:
1097         /* Fix truncated RIP */
1098         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1099         /* fall through */
1100
1101 .Lerror_bad_iret:
1102         /*
1103          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1104          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1105          */
1106         swapgs
1107         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1108         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1109         IBRS_ENTER
1110         UNTRAIN_RET_FROM_CALL
1111
1112         /*
1113          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1114          * as if we faulted immediately after IRET.
1115          */
1116         leaq    8(%rsp), %rdi                   /* arg0 = pt_regs pointer */
1117         call    fixup_bad_iret
1118         mov     %rax, %rdi
1119         jmp     sync_regs
1120 SYM_CODE_END(error_entry)
1121
1122 SYM_CODE_START_LOCAL(error_return)
1123         UNWIND_HINT_REGS
1124         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
1125         testb   $3, CS(%rsp)
1126         jz      restore_regs_and_return_to_kernel
1127         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1128 SYM_CODE_END(error_return)
1129
1130 /*
1131  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1132  * so we can use real assembly here.
1133  *
1134  * Registers:
1135  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1136  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1137  */
1138 SYM_CODE_START(asm_exc_nmi)
1139         UNWIND_HINT_IRET_ENTRY
1140         ENDBR
1141
1142         /*
1143          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1144          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1145          * This means that we can have nested NMIs where the next
1146          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1147          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1148          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1149          * anyway.
1150          *
1151          * To handle this case we do the following:
1152          *  Check the a special location on the stack that contains
1153          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1154          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1155          *  is an NMI stack.
1156          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1157          *  stack then:
1158          *    o Set the special variable on the stack
1159          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1160          *      stack
1161          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1162          *    o Continue processing the NMI
1163          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1164          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1165          *    o return back to the first NMI
1166          *
1167          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1168          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1169          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1170          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1171          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1172          * NMI.
1173          *
1174          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1175          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1176          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1177          * other IST entries.
1178          */
1179
1180         ASM_CLAC
1181         cld
1182
1183         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1184         pushq   %rdx
1185
1186         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1187         jz      .Lnmi_from_kernel
1188
1189         /*
1190          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1191          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1192          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1193          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1194          * are off.
1195          *
1196          * We also must not push anything to the stack before switching
1197          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1198          */
1199
1200         swapgs
1201         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1202         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1203         movq    %rsp, %rdx
1204         movq    PER_CPU_VAR(pcpu_hot + X86_top_of_stack), %rsp
1205         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1206         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1207         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1208         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1209         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1210         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1211         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1212         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1213         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1214         ENCODE_FRAME_POINTER
1215
1216         IBRS_ENTER
1217         UNTRAIN_RET
1218
1219         /*
1220          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1221          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1222          * done with the NMI stack.
1223          */
1224
1225         movq    %rsp, %rdi
1226         movq    $-1, %rsi
1227         call    exc_nmi
1228
1229         /*
1230          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1231          * work, because we don't want to enable interrupts.
1232          */
1233         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1234
1235 .Lnmi_from_kernel:
1236         /*
1237          * Here's what our stack frame will look like:
1238          * +---------------------------------------------------------+
1239          * | original SS                                             |
1240          * | original Return RSP                                     |
1241          * | original RFLAGS                                         |
1242          * | original CS                                             |
1243          * | original RIP                                            |
1244          * +---------------------------------------------------------+
1245          * | temp storage for rdx                                    |
1246          * +---------------------------------------------------------+
1247          * | "NMI executing" variable                                |
1248          * +---------------------------------------------------------+
1249          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1250          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1251          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1252          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1253          * | iret RIP         }                                      |
1254          * +---------------------------------------------------------+
1255          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1256          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1257          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1258          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1259          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1260          * +---------------------------------------------------------+
1261          * | pt_regs                                                 |
1262          * +---------------------------------------------------------+
1263          *
1264          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1265          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1266          * space for the asm code here.
1267          *
1268          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1269          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1270          * processing.
1271          *
1272          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1273          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1274          * frame pointing to the final return target.
1275          */
1276
1277         /*
1278          * Determine whether we're a nested NMI.
1279          *
1280          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1281          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1282          * modify the "iret" frame because it's being written by
1283          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1284          * about to about to call exc_nmi() anyway, so we can just
1285          * resume the outer NMI.
1286          */
1287
1288         movq    $repeat_nmi, %rdx
1289         cmpq    8(%rsp), %rdx
1290         ja      1f
1291         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1292         cmpq    8(%rsp), %rdx
1293         ja      nested_nmi_out
1294 1:
1295
1296         /*
1297          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1298          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1299          * before IRET.
1300          */
1301         cmpl    $1, -8(%rsp)
1302         je      nested_nmi
1303
1304         /*
1305          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1306          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1307          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1308          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1309          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1310          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1311          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1312          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1313          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1314          * "NMI executing".
1315          */
1316         lea     6*8(%rsp), %rdx
1317         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1318         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1319         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1320         ja      first_nmi
1321
1322         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1323         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1324         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1325         jb      first_nmi
1326
1327         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1328
1329         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1330         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1331
1332         /* This is a nested NMI. */
1333
1334 nested_nmi:
1335         /*
1336          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1337          * iteration of NMI handling.
1338          */
1339         subq    $8, %rsp
1340         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1341         pushq   $__KERNEL_DS
1342         pushq   %rdx
1343         pushfq
1344         pushq   $__KERNEL_CS
1345         pushq   $repeat_nmi
1346
1347         /* Put stack back */
1348         addq    $(6*8), %rsp
1349
1350 nested_nmi_out:
1351         popq    %rdx
1352
1353         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1354         iretq
1355
1356 first_nmi:
1357         /* Restore rdx. */
1358         movq    (%rsp), %rdx
1359
1360         /* Make room for "NMI executing". */
1361         pushq   $0
1362
1363         /* Leave room for the "iret" frame */
1364         subq    $(5*8), %rsp
1365
1366         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1367         .rept 5
1368         pushq   11*8(%rsp)
1369         .endr
1370         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1371
1372         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1373
1374 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1375         /*
1376          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1377          * default because IRET is very expensive.
1378          */
1379         pushq   $0              /* SS */
1380         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1381         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1382         pushfq                  /* RFLAGS */
1383         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1384         pushq   $1f             /* RIP */
1385         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1386         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1387 1:
1388 #endif
1389
1390 repeat_nmi:
1391         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1392         /*
1393          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1394          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1395          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1396          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1397          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1398          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1399          * NMI will update.
1400          *
1401          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1402          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1403          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1404          * gsbase if needed before we call exc_nmi().  "NMI executing"
1405          * is zero.
1406          */
1407         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1408
1409         /*
1410          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1411          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1412          * it or it will end up containing garbage.
1413          */
1414         addq    $(10*8), %rsp
1415         .rept 5
1416         pushq   -6*8(%rsp)
1417         .endr
1418         subq    $(5*8), %rsp
1419 end_repeat_nmi:
1420         ANNOTATE_NOENDBR // this code
1421
1422         /*
1423          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1424          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1425          * frame to point back to repeat_nmi.
1426          */
1427         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1428
1429         /*
1430          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1431          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1432          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1433          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1434          * exceptions might do.
1435          */
1436         call    paranoid_entry
1437         UNWIND_HINT_REGS
1438
1439         movq    %rsp, %rdi
1440         movq    $-1, %rsi
1441         call    exc_nmi
1442
1443         /* Always restore stashed SPEC_CTRL value (see paranoid_entry) */
1444         IBRS_EXIT save_reg=%r15
1445
1446         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1447         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1448
1449         /*
1450          * The above invocation of paranoid_entry stored the GSBASE
1451          * related information in R/EBX depending on the availability
1452          * of FSGSBASE.
1453          *
1454          * If FSGSBASE is enabled, restore the saved GSBASE value
1455          * unconditionally, otherwise take the conditional SWAPGS path.
1456          */
1457         ALTERNATIVE "jmp nmi_no_fsgsbase", "", X86_FEATURE_FSGSBASE
1458
1459         wrgsbase        %rbx
1460         jmp     nmi_restore
1461
1462 nmi_no_fsgsbase:
1463         /* EBX == 0 -> invoke SWAPGS */
1464         testl   %ebx, %ebx
1465         jnz     nmi_restore
1466
1467 nmi_swapgs:
1468         swapgs
1469
1470 nmi_restore:
1471         POP_REGS
1472
1473         /*
1474          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1475          * at the "iret" frame.
1476          */
1477         addq    $6*8, %rsp
1478
1479         /*
1480          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1481          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1482          * the SYSCALL entry and exit paths.
1483          *
1484          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1485          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1486          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1487          */
1488         std
1489         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1490
1491         /*
1492          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1493          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1494          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1495          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1496          */
1497         iretq
1498 SYM_CODE_END(asm_exc_nmi)
1499
1500 #ifndef CONFIG_IA32_EMULATION
1501 /*
1502  * This handles SYSCALL from 32-bit code.  There is no way to program
1503  * MSRs to fully disable 32-bit SYSCALL.
1504  */
1505 SYM_CODE_START(ignore_sysret)
1506         UNWIND_HINT_END_OF_STACK
1507         ENDBR
1508         mov     $-ENOSYS, %eax
1509         sysretl
1510 SYM_CODE_END(ignore_sysret)
1511 #endif
1512
1513 .pushsection .text, "ax"
1514         __FUNC_ALIGN
1515 SYM_CODE_START_NOALIGN(rewind_stack_and_make_dead)
1516         UNWIND_HINT_FUNC
1517         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1518         xorl    %ebp, %ebp
1519
1520         movq    PER_CPU_VAR(pcpu_hot + X86_top_of_stack), %rax
1521         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1522         UNWIND_HINT_REGS
1523
1524         call    make_task_dead
1525 SYM_CODE_END(rewind_stack_and_make_dead)
1526 .popsection