Merge branch 'next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rzhang/linux
[platform/kernel/linux-rpi.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 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
379 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
380         pushq %rax
381         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
382         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
383         jz .Lokay_\@
384         ud2
385 .Lokay_\@:
386         popq %rax
387 #endif
388 .endm
389
390 /*
391  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
392  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
393  * Requires kernel GSBASE.
394  *
395  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
396  */
397 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
398         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
399
400         .if \save_ret
401         /*
402          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
403          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
404          * entry below %rsp to \old_rsp.
405          */
406         leaq    8(%rsp), \old_rsp
407         .else
408         movq    %rsp, \old_rsp
409         .endif
410
411         .if \regs
412         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
413         .endif
414
415         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
416         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
417
418         /*
419          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
420          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
421          *
422          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
423          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
424          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
425          * handler.
426          *
427          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
428          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
429          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
430          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
431          */
432
433         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_backing_store + IRQ_STACK_SIZE - 8)
434         movq    PER_CPU_VAR(hardirq_stack_ptr), %rsp
435
436 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
437         /*
438          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
439          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
440          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
441          * of bug quickly.
442          */
443         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
444         je      .Lirq_stack_okay\@
445         ud2
446         .Lirq_stack_okay\@:
447 #endif
448
449 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
450         pushq   \old_rsp
451
452         .if \regs
453         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
454         .endif
455
456         .if \save_ret
457         /*
458          * Push the return address to the stack. This return address can
459          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
460          * the beginning of this macro.
461          */
462         pushq   -8(\old_rsp)
463         .endif
464 .endm
465
466 /*
467  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
468  */
469 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
470         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
471         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
472         popq    %rsp
473
474         .if \regs
475         UNWIND_HINT_REGS
476         .endif
477
478         /*
479          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
480          * the irq stack but we're not on it.
481          */
482
483         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
484 .endm
485
486 /*
487  * Interrupt entry helper function.
488  *
489  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
490  * +----------------------------------------------------+
491  * | regs->ss                                           |
492  * | regs->rsp                                          |
493  * | regs->eflags                                       |
494  * | regs->cs                                           |
495  * | regs->ip                                           |
496  * +----------------------------------------------------+
497  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
498  * +----------------------------------------------------+
499  * | return address                                     |
500  * +----------------------------------------------------+
501  */
502 ENTRY(interrupt_entry)
503         UNWIND_HINT_FUNC
504         ASM_CLAC
505         cld
506
507         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
508         jz      1f
509         SWAPGS
510
511         /*
512          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
513          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
514          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
515          * allocated for them.
516          */
517         pushq   %rdi
518
519         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
520         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
521         movq    %rsp, %rdi
522         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
523
524          /*
525           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
526           * top of the IRET frame. That means offset=24
527           */
528         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
529
530         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
531         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
532         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
533         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
534         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
535         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
536         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
537         UNWIND_HINT_FUNC
538
539         movq    (%rdi), %rdi
540 1:
541
542         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
543         ENCODE_FRAME_POINTER 8
544
545         testb   $3, CS+8(%rsp)
546         jz      1f
547
548         /*
549          * IRQ from user mode.
550          *
551          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
552          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
553          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
554          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
555          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
556          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
557          */
558         TRACE_IRQS_OFF
559
560         CALL_enter_from_user_mode
561
562 1:
563         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
564         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
565         TRACE_IRQS_OFF
566
567         ret
568 END(interrupt_entry)
569 _ASM_NOKPROBE(interrupt_entry)
570
571
572 /* Interrupt entry/exit. */
573
574         /*
575          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
576          * then jump to common_interrupt.
577          */
578         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
579 common_interrupt:
580         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
581         call    interrupt_entry
582         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
583         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
584         /* 0(%rsp): old RSP */
585 ret_from_intr:
586         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
587         TRACE_IRQS_OFF
588
589         LEAVE_IRQ_STACK
590
591         testb   $3, CS(%rsp)
592         jz      retint_kernel
593
594         /* Interrupt came from user space */
595 GLOBAL(retint_user)
596         mov     %rsp,%rdi
597         call    prepare_exit_to_usermode
598         TRACE_IRQS_IRETQ
599
600 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
601 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
602         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
603         testb   $3, CS(%rsp)
604         jnz     1f
605         ud2
606 1:
607 #endif
608         POP_REGS pop_rdi=0
609
610         /*
611          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
612          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
613          */
614         movq    %rsp, %rdi
615         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
616
617         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
618         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
619         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
620         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
621         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
622         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
623
624         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
625         pushq   (%rdi)
626
627         /*
628          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
629          * We can do future final exit work right here.
630          */
631         STACKLEAK_ERASE_NOCLOBBER
632
633         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
634
635         /* Restore RDI. */
636         popq    %rdi
637         SWAPGS
638         INTERRUPT_RETURN
639
640
641 /* Returning to kernel space */
642 retint_kernel:
643 #ifdef CONFIG_PREEMPT
644         /* Interrupts are off */
645         /* Check if we need preemption */
646         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
647         jnc     1f
648         cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
649         jnz     1f
650         call    preempt_schedule_irq
651 1:
652 #endif
653         /*
654          * The iretq could re-enable interrupts:
655          */
656         TRACE_IRQS_IRETQ
657
658 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
659 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
660         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
661         testb   $3, CS(%rsp)
662         jz      1f
663         ud2
664 1:
665 #endif
666         POP_REGS
667         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
668         /*
669          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
670          * when returning from IPI handler.
671          */
672         INTERRUPT_RETURN
673
674 ENTRY(native_iret)
675         UNWIND_HINT_IRET_REGS
676         /*
677          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
678          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
679          */
680 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
681         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
682         jnz     native_irq_return_ldt
683 #endif
684
685 .global native_irq_return_iret
686 native_irq_return_iret:
687         /*
688          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
689          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
690          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
691          * Other faults here are fatal.
692          */
693         iretq
694
695 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
696 native_irq_return_ldt:
697         /*
698          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
699          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
700          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
701          * of the ESPFIX stack.
702          *
703          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
704          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
705          *
706          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
707          *
708          * --- top of ESPFIX stack ---
709          * SS
710          * RSP
711          * RFLAGS
712          * CS
713          * RIP  <-- RSP points here when we're done
714          * RAX  <-- espfix_waddr points here
715          * --- bottom of ESPFIX stack ---
716          */
717
718         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
719         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
720         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
721
722         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
723         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
724         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
725         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
726         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
727         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
728         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
729         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
730         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
731         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
732         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
733         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
734         /* Now RAX == RSP. */
735
736         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
737
738         /*
739          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
740          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
741          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
742          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
743          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
744          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
745          */
746         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
747
748         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
749         SWAPGS                                  /* to user GS */
750         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
751
752         movq    %rax, %rsp
753         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
754
755         /*
756          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
757          * still read.
758          */
759         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
760
761         /*
762          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
763          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
764          * values.  We can now IRET back to userspace.
765          */
766         jmp     native_irq_return_iret
767 #endif
768 END(common_interrupt)
769 _ASM_NOKPROBE(common_interrupt)
770
771 /*
772  * APIC interrupts.
773  */
774 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
775 ENTRY(\sym)
776         UNWIND_HINT_IRET_REGS
777         pushq   $~(\num)
778 .Lcommon_\sym:
779         call    interrupt_entry
780         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
781         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
782         jmp     ret_from_intr
783 END(\sym)
784 _ASM_NOKPROBE(\sym)
785 .endm
786
787 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
788 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
789 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
790
791 .macro apicinterrupt num sym do_sym
792 PUSH_SECTION_IRQENTRY
793 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
794 POP_SECTION_IRQENTRY
795 .endm
796
797 #ifdef CONFIG_SMP
798 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
799 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
800 #endif
801
802 #ifdef CONFIG_X86_UV
803 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
804 #endif
805
806 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
807 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
808
809 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
810 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
811 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
812 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
813 #endif
814
815 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
816 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
817 #endif
818
819 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
820 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
821 #endif
822
823 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
824 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
825 #endif
826
827 #ifdef CONFIG_SMP
828 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
829 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
830 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
831 #endif
832
833 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
834 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
835
836 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
837 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
838 #endif
839
840 /*
841  * Exception entry points.
842  */
843 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + (x) * 8)
844
845 /**
846  * idtentry - Generate an IDT entry stub
847  * @sym:                Name of the generated entry point
848  * @do_sym:             C function to be called
849  * @has_error_code:     True if this IDT vector has an error code on the stack
850  * @paranoid:           non-zero means that this vector may be invoked from
851  *                      kernel mode with user GSBASE and/or user CR3.
852  *                      2 is special -- see below.
853  * @shift_ist:          Set to an IST index if entries from kernel mode should
854  *                      decrement the IST stack so that nested entries get a
855  *                      fresh stack.  (This is for #DB, which has a nasty habit
856  *                      of recursing.)
857  *
858  * idtentry generates an IDT stub that sets up a usable kernel context,
859  * creates struct pt_regs, and calls @do_sym.  The stub has the following
860  * special behaviors:
861  *
862  * On an entry from user mode, the stub switches from the trampoline or
863  * IST stack to the normal thread stack.  On an exit to user mode, the
864  * normal exit-to-usermode path is invoked.
865  *
866  * On an exit to kernel mode, if @paranoid == 0, we check for preemption,
867  * whereas we omit the preemption check if @paranoid != 0.  This is purely
868  * because the implementation is simpler this way.  The kernel only needs
869  * to check for asynchronous kernel preemption when IRQ handlers return.
870  *
871  * If @paranoid == 0, then the stub will handle IRET faults by pretending
872  * that the fault came from user mode.  It will handle gs_change faults by
873  * pretending that the fault happened with kernel GSBASE.  Since this handling
874  * is omitted for @paranoid != 0, the #GP, #SS, and #NP stubs must have
875  * @paranoid == 0.  This special handling will do the wrong thing for
876  * espfix-induced #DF on IRET, so #DF must not use @paranoid == 0.
877  *
878  * @paranoid == 2 is special: the stub will never switch stacks.  This is for
879  * #DF: if the thread stack is somehow unusable, we'll still get a useful OOPS.
880  */
881 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1 ist_offset=0 create_gap=0
882 ENTRY(\sym)
883         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
884
885         /* Sanity check */
886         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
887         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
888         .endif
889
890         ASM_CLAC
891
892         .if \has_error_code == 0
893         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
894         .endif
895
896         .if \paranoid == 1
897         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
898         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
899         .endif
900
901         .if \create_gap == 1
902         /*
903          * If coming from kernel space, create a 6-word gap to allow the
904          * int3 handler to emulate a call instruction.
905          */
906         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
907         jnz     .Lfrom_usermode_no_gap_\@
908         .rept   6
909         pushq   5*8(%rsp)
910         .endr
911         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
912 .Lfrom_usermode_no_gap_\@:
913         .endif
914
915         .if \paranoid
916         call    paranoid_entry
917         .else
918         call    error_entry
919         .endif
920         UNWIND_HINT_REGS
921         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
922
923         .if \paranoid
924         .if \shift_ist != -1
925         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
926         .else
927         TRACE_IRQS_OFF
928         .endif
929         .endif
930
931         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
932
933         .if \has_error_code
934         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
935         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
936         .else
937         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
938         .endif
939
940         .if \shift_ist != -1
941         subq    $\ist_offset, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
942         .endif
943
944         call    \do_sym
945
946         .if \shift_ist != -1
947         addq    $\ist_offset, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
948         .endif
949
950         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
951         .if \paranoid
952         jmp     paranoid_exit
953         .else
954         jmp     error_exit
955         .endif
956
957         .if \paranoid == 1
958         /*
959          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
960          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
961          * run in real process context if user_mode(regs).
962          */
963 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
964         call    error_entry
965
966         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
967
968         .if \has_error_code
969         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
970         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
971         .else
972         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
973         .endif
974
975         call    \do_sym
976
977         jmp     error_exit
978         .endif
979 _ASM_NOKPROBE(\sym)
980 END(\sym)
981 .endm
982
983 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
984 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
985 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
986 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
987 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
988 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
989 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
990 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
991 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
992 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
993 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
994 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
995 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
996
997
998         /*
999          * Reload gs selector with exception handling
1000          * edi:  new selector
1001          */
1002 ENTRY(native_load_gs_index)
1003         FRAME_BEGIN
1004         pushfq
1005         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1006         TRACE_IRQS_OFF
1007         SWAPGS
1008 .Lgs_change:
1009         movl    %edi, %gs
1010 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1011         SWAPGS
1012         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
1013         popfq
1014         FRAME_END
1015         ret
1016 ENDPROC(native_load_gs_index)
1017 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1018
1019         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1020         .section .fixup, "ax"
1021         /* running with kernelgs */
1022 bad_gs:
1023         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1024 .macro ZAP_GS
1025         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1026         movl $__USER_DS, %eax
1027         movl %eax, %gs
1028 .endm
1029         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1030         xorl    %eax, %eax
1031         movl    %eax, %gs
1032         jmp     2b
1033         .previous
1034
1035 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1036 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1037         pushq   %rbp
1038         mov     %rsp, %rbp
1039         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1040         call    __do_softirq
1041         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1042         leaveq
1043         ret
1044 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1045
1046 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1047 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1048
1049 /*
1050  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1051  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1052  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1053  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1054  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1055  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1056  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1057  * like to avoid the possibility.
1058  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1059  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1060  * activation and restart the handler using the previous one.
1061  */
1062 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1063
1064 /*
1065  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1066  * see the correct pointer to the pt_regs
1067  */
1068         UNWIND_HINT_FUNC
1069         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1070         UNWIND_HINT_REGS
1071
1072         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1073         call    xen_evtchn_do_upcall
1074         LEAVE_IRQ_STACK
1075
1076 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1077         call    xen_maybe_preempt_hcall
1078 #endif
1079         jmp     error_exit
1080 END(xen_do_hypervisor_callback)
1081
1082 /*
1083  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1084  * We get here for two reasons:
1085  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1086  *  2. Fault while executing IRET
1087  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1088  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1089  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1090  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1091  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1092  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1093  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1094  */
1095 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1096         UNWIND_HINT_EMPTY
1097         movl    %ds, %ecx
1098         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1099         jne     1f
1100         movl    %es, %ecx
1101         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1102         jne     1f
1103         movl    %fs, %ecx
1104         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1105         jne     1f
1106         movl    %gs, %ecx
1107         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1108         jne     1f
1109         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1110         movq    (%rsp), %rcx
1111         movq    8(%rsp), %r11
1112         addq    $0x30, %rsp
1113         pushq   $0                              /* RIP */
1114         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1115         jmp     general_protection
1116 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1117         movq    (%rsp), %rcx
1118         movq    8(%rsp), %r11
1119         addq    $0x30, %rsp
1120         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1121         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1122         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1123         ENCODE_FRAME_POINTER
1124         jmp     error_exit
1125 END(xen_failsafe_callback)
1126 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
1127
1128 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1129 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1130         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1131 #endif
1132
1133
1134 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1135 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1136         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1137
1138 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1139         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1140
1141 apicinterrupt3 HYPERV_STIMER0_VECTOR \
1142         hv_stimer0_callback_vector hv_stimer0_vector_handler
1143 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1144
1145 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=IST_INDEX_DB ist_offset=DB_STACK_OFFSET
1146 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        create_gap=1
1147 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1148
1149 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1150 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1151 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1152 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1153 #endif
1154
1155 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1156 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1157
1158 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1159 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1160 #endif
1161
1162 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1163 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1164 #endif
1165
1166 /*
1167  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1168  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1169  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1170  */
1171 ENTRY(paranoid_entry)
1172         UNWIND_HINT_FUNC
1173         cld
1174         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1175         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1176         movl    $1, %ebx
1177         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1178         rdmsr
1179         testl   %edx, %edx
1180         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1181         SWAPGS
1182         xorl    %ebx, %ebx
1183
1184 1:
1185         /*
1186          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
1187          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
1188          * another entry that already switched to the user CR3 value
1189          * but has not yet returned to userspace.
1190          *
1191          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
1192          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
1193          * to kernel code, but with a user CR3 value.
1194          */
1195         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1196
1197         ret
1198 END(paranoid_entry)
1199
1200 /*
1201  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1202  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1203  * from kernel space.
1204  *
1205  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1206  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1207  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1208  * to try to handle preemption here.
1209  *
1210  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1211  */
1212 ENTRY(paranoid_exit)
1213         UNWIND_HINT_REGS
1214         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1215         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1216         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1217         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1218         TRACE_IRQS_IRETQ
1219         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1220         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1221         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1222         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1223 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1224         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1225         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1226         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1227 .Lparanoid_exit_restore:
1228         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1229 END(paranoid_exit)
1230
1231 /*
1232  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1233  */
1234 ENTRY(error_entry)
1235         UNWIND_HINT_FUNC
1236         cld
1237         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1238         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1239         testb   $3, CS+8(%rsp)
1240         jz      .Lerror_kernelspace
1241
1242         /*
1243          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1244          * from user mode due to an IRET fault.
1245          */
1246         SWAPGS
1247         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1248         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1249
1250 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1251         /* Put us onto the real thread stack. */
1252         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1253         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1254         call    sync_regs
1255         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1256         ENCODE_FRAME_POINTER
1257         pushq   %r12
1258
1259         /*
1260          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1261          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1262          * (which can take locks).
1263          */
1264         TRACE_IRQS_OFF
1265         CALL_enter_from_user_mode
1266         ret
1267
1268 .Lerror_entry_done:
1269         TRACE_IRQS_OFF
1270         ret
1271
1272         /*
1273          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1274          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1275          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1276          * for these here too.
1277          */
1278 .Lerror_kernelspace:
1279         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1280         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1281         je      .Lerror_bad_iret
1282         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1283         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1284         je      .Lbstep_iret
1285         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1286         jne     .Lerror_entry_done
1287
1288         /*
1289          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1290          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1291          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1292          */
1293         SWAPGS
1294         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1295         jmp .Lerror_entry_done
1296
1297 .Lbstep_iret:
1298         /* Fix truncated RIP */
1299         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1300         /* fall through */
1301
1302 .Lerror_bad_iret:
1303         /*
1304          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1305          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1306          */
1307         SWAPGS
1308         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1309
1310         /*
1311          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1312          * as if we faulted immediately after IRET.
1313          */
1314         mov     %rsp, %rdi
1315         call    fixup_bad_iret
1316         mov     %rax, %rsp
1317         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1318 END(error_entry)
1319
1320 ENTRY(error_exit)
1321         UNWIND_HINT_REGS
1322         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1323         TRACE_IRQS_OFF
1324         testb   $3, CS(%rsp)
1325         jz      retint_kernel
1326         jmp     retint_user
1327 END(error_exit)
1328
1329 /*
1330  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1331  * so we can use real assembly here.
1332  *
1333  * Registers:
1334  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1335  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1336  */
1337 ENTRY(nmi)
1338         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1339
1340         /*
1341          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1342          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1343          * This means that we can have nested NMIs where the next
1344          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1345          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1346          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1347          * anyway.
1348          *
1349          * To handle this case we do the following:
1350          *  Check the a special location on the stack that contains
1351          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1352          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1353          *  is an NMI stack.
1354          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1355          *  stack then:
1356          *    o Set the special variable on the stack
1357          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1358          *      stack
1359          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1360          *    o Continue processing the NMI
1361          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1362          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1363          *    o return back to the first NMI
1364          *
1365          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1366          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1367          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1368          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1369          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1370          * NMI.
1371          *
1372          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1373          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1374          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1375          * other IST entries.
1376          */
1377
1378         ASM_CLAC
1379
1380         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1381         pushq   %rdx
1382
1383         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1384         jz      .Lnmi_from_kernel
1385
1386         /*
1387          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1388          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1389          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1390          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1391          * are off.
1392          *
1393          * We also must not push anything to the stack before switching
1394          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1395          */
1396
1397         swapgs
1398         cld
1399         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1400         movq    %rsp, %rdx
1401         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1402         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1403         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1404         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1405         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1406         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1407         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1408         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1409         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1410         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1411         ENCODE_FRAME_POINTER
1412
1413         /*
1414          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1415          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1416          * done with the NMI stack.
1417          */
1418
1419         movq    %rsp, %rdi
1420         movq    $-1, %rsi
1421         call    do_nmi
1422
1423         /*
1424          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1425          * work, because we don't want to enable interrupts.
1426          */
1427         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1428
1429 .Lnmi_from_kernel:
1430         /*
1431          * Here's what our stack frame will look like:
1432          * +---------------------------------------------------------+
1433          * | original SS                                             |
1434          * | original Return RSP                                     |
1435          * | original RFLAGS                                         |
1436          * | original CS                                             |
1437          * | original RIP                                            |
1438          * +---------------------------------------------------------+
1439          * | temp storage for rdx                                    |
1440          * +---------------------------------------------------------+
1441          * | "NMI executing" variable                                |
1442          * +---------------------------------------------------------+
1443          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1444          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1445          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1446          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1447          * | iret RIP         }                                      |
1448          * +---------------------------------------------------------+
1449          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1450          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1451          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1452          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1453          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1454          * +---------------------------------------------------------+
1455          * | pt_regs                                                 |
1456          * +---------------------------------------------------------+
1457          *
1458          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1459          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1460          * space for the asm code here.
1461          *
1462          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1463          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1464          * processing.
1465          *
1466          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1467          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1468          * frame pointing to the final return target.
1469          */
1470
1471         /*
1472          * Determine whether we're a nested NMI.
1473          *
1474          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1475          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1476          * modify the "iret" frame because it's being written by
1477          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1478          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1479          * resume the outer NMI.
1480          */
1481
1482         movq    $repeat_nmi, %rdx
1483         cmpq    8(%rsp), %rdx
1484         ja      1f
1485         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1486         cmpq    8(%rsp), %rdx
1487         ja      nested_nmi_out
1488 1:
1489
1490         /*
1491          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1492          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1493          * before IRET.
1494          */
1495         cmpl    $1, -8(%rsp)
1496         je      nested_nmi
1497
1498         /*
1499          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1500          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1501          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1502          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1503          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1504          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1505          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1506          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1507          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1508          * "NMI executing".
1509          */
1510         lea     6*8(%rsp), %rdx
1511         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1512         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1513         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1514         ja      first_nmi
1515
1516         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1517         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1518         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1519         jb      first_nmi
1520
1521         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1522
1523         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1524         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1525
1526         /* This is a nested NMI. */
1527
1528 nested_nmi:
1529         /*
1530          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1531          * iteration of NMI handling.
1532          */
1533         subq    $8, %rsp
1534         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1535         pushq   $__KERNEL_DS
1536         pushq   %rdx
1537         pushfq
1538         pushq   $__KERNEL_CS
1539         pushq   $repeat_nmi
1540
1541         /* Put stack back */
1542         addq    $(6*8), %rsp
1543
1544 nested_nmi_out:
1545         popq    %rdx
1546
1547         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1548         iretq
1549
1550 first_nmi:
1551         /* Restore rdx. */
1552         movq    (%rsp), %rdx
1553
1554         /* Make room for "NMI executing". */
1555         pushq   $0
1556
1557         /* Leave room for the "iret" frame */
1558         subq    $(5*8), %rsp
1559
1560         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1561         .rept 5
1562         pushq   11*8(%rsp)
1563         .endr
1564         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1565
1566         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1567
1568 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1569         /*
1570          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1571          * default because IRET is very expensive.
1572          */
1573         pushq   $0              /* SS */
1574         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1575         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1576         pushfq                  /* RFLAGS */
1577         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1578         pushq   $1f             /* RIP */
1579         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1580         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1581 1:
1582 #endif
1583
1584 repeat_nmi:
1585         /*
1586          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1587          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1588          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1589          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1590          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1591          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1592          * NMI will update.
1593          *
1594          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1595          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1596          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1597          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1598          * is zero.
1599          */
1600         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1601
1602         /*
1603          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1604          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1605          * it or it will end up containing garbage.
1606          */
1607         addq    $(10*8), %rsp
1608         .rept 5
1609         pushq   -6*8(%rsp)
1610         .endr
1611         subq    $(5*8), %rsp
1612 end_repeat_nmi:
1613
1614         /*
1615          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1616          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1617          * frame to point back to repeat_nmi.
1618          */
1619         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1620
1621         /*
1622          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1623          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1624          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1625          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1626          * exceptions might do.
1627          */
1628         call    paranoid_entry
1629         UNWIND_HINT_REGS
1630
1631         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1632         movq    %rsp, %rdi
1633         movq    $-1, %rsi
1634         call    do_nmi
1635
1636         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1637         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1638
1639         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1640         jnz     nmi_restore
1641 nmi_swapgs:
1642         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1643 nmi_restore:
1644         POP_REGS
1645
1646         /*
1647          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1648          * at the "iret" frame.
1649          */
1650         addq    $6*8, %rsp
1651
1652         /*
1653          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1654          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1655          * the SYSCALL entry and exit paths.
1656          *
1657          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1658          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1659          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1660          */
1661         std
1662         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1663
1664         /*
1665          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1666          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1667          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1668          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1669          */
1670         iretq
1671 END(nmi)
1672
1673 ENTRY(ignore_sysret)
1674         UNWIND_HINT_EMPTY
1675         mov     $-ENOSYS, %eax
1676         sysret
1677 END(ignore_sysret)
1678
1679 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1680         UNWIND_HINT_FUNC
1681         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1682         xorl    %ebp, %ebp
1683
1684         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1685         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1686         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1687
1688         call    do_exit
1689 END(rewind_stack_do_exit)