]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - arch/x86/entry/entry_64.S
x86/xen/64: Rearrange the SYSCALL entries
[linux.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
1 /*
2  *  linux/arch/x86_64/entry.S
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
6  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
7  *
8  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
9  *
10  * Some of this is documented in Documentation/x86/entry_64.txt
11  *
12  * A note on terminology:
13  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
14  *                      at the top of the kernel process stack.
15  *
16  * Some macro usage:
17  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
18  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
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 "calling.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 <linux/err.h>
41
42 .code64
43 .section .entry.text, "ax"
44
45 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
46 ENTRY(native_usergs_sysret64)
47         UNWIND_HINT_EMPTY
48         swapgs
49         sysretq
50 END(native_usergs_sysret64)
51 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
52
53 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
54 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
55         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
56         jnc     1f
57         TRACE_IRQS_ON
58 1:
59 #endif
60 .endm
61
62 /*
63  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
64  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
65  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
66  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
67  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
68  *
69  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
70  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
71  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
72  */
73 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
74
75 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
76         call    debug_stack_set_zero
77         TRACE_IRQS_OFF
78         call    debug_stack_reset
79 .endm
80
81 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
82         call    debug_stack_set_zero
83         TRACE_IRQS_ON
84         call    debug_stack_reset
85 .endm
86
87 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
88         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
89         jnc     1f
90         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
91 1:
92 .endm
93
94 #else
95 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
96 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
97 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
98 #endif
99
100 /*
101  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
102  *
103  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
104  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
105  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
106  * available when SYSCALL is used.
107  *
108  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
109  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
110  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
111  * clock_gettimeofday fallback.
112  *
113  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
114  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
115  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
116  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
117  * and does not change rsp.
118  *
119  * Registers on entry:
120  * rax  system call number
121  * rcx  return address
122  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
123  * rdi  arg0
124  * rsi  arg1
125  * rdx  arg2
126  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
127  * r8   arg4
128  * r9   arg5
129  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
130  *
131  * Only called from user space.
132  *
133  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
134  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
135  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
136  */
137
138 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
139         UNWIND_HINT_EMPTY
140         /*
141          * Interrupts are off on entry.
142          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
143          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
144          */
145
146         swapgs
147         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
148         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
149
150         TRACE_IRQS_OFF
151
152         /* Construct struct pt_regs on stack */
153         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
154         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
155         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
156         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
157         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
158 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
159         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
160         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
161         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
162         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
163         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
164         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
165         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
166         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
167         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
168         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
169         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
170         UNWIND_HINT_REGS extra=0
171
172         /*
173          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
174          * exit work, go straight to the slow path.
175          */
176         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
177         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
178         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
179
180 entry_SYSCALL_64_fastpath:
181         /*
182          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
183          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
184          * and jumps to the slow path.
185          */
186         TRACE_IRQS_ON
187         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
188 #if __SYSCALL_MASK == ~0
189         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
190 #else
191         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
192         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
193 #endif
194         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
195         movq    %r10, %rcx
196
197         /*
198          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
199          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
200          * and all argument registers are clobbered.
201          */
202         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
203 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
204
205         movq    %rax, RAX(%rsp)
206 1:
207
208         /*
209          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
210          * If we see that no exit work is required (which we are required
211          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
212          */
213         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
214         TRACE_IRQS_OFF
215         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
216         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
217         jnz     1f
218
219         LOCKDEP_SYS_EXIT
220         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
221         movq    RIP(%rsp), %rcx
222         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
223         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
224         movq    RSP(%rsp), %rsp
225         UNWIND_HINT_EMPTY
226         USERGS_SYSRET64
227
228 1:
229         /*
230          * The fast path looked good when we started, but something changed
231          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
232          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
233          */
234         TRACE_IRQS_ON
235         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
236         SAVE_EXTRA_REGS
237         movq    %rsp, %rdi
238         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
239         jmp     return_from_SYSCALL_64
240
241 entry_SYSCALL64_slow_path:
242         /* IRQs are off. */
243         SAVE_EXTRA_REGS
244         movq    %rsp, %rdi
245         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
246
247 return_from_SYSCALL_64:
248         RESTORE_EXTRA_REGS
249         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
250
251         /*
252          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
253          * a completely clean 64-bit userspace context.
254          */
255         movq    RCX(%rsp), %rcx
256         movq    RIP(%rsp), %r11
257         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
258         jne     opportunistic_sysret_failed
259
260         /*
261          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
262          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
263          * the kernel, since userspace controls RSP.
264          *
265          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
266          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
267          *
268          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
269          * depending on paging mode) in the address.
270          */
271         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
272         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
273
274         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
275         cmpq    %rcx, %r11
276         jne     opportunistic_sysret_failed
277
278         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
279         jne     opportunistic_sysret_failed
280
281         movq    R11(%rsp), %r11
282         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
283         jne     opportunistic_sysret_failed
284
285         /*
286          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
287          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
288          * need to restore it correctly.
289          *
290          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
291          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
292          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
293          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
294          * this user code:
295          *
296          *           movq       $stuck_here, %rcx
297          *           pushfq
298          *           popq %r11
299          *   stuck_here:
300          *
301          * would never get past 'stuck_here'.
302          */
303         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
304         jnz     opportunistic_sysret_failed
305
306         /* nothing to check for RSP */
307
308         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
309         jne     opportunistic_sysret_failed
310
311         /*
312          * We win! This label is here just for ease of understanding
313          * perf profiles. Nothing jumps here.
314          */
315 syscall_return_via_sysret:
316         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
317         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
318         movq    RSP(%rsp), %rsp
319         UNWIND_HINT_EMPTY
320         USERGS_SYSRET64
321
322 opportunistic_sysret_failed:
323         SWAPGS
324         jmp     restore_c_regs_and_iret
325 END(entry_SYSCALL_64)
326
327 ENTRY(stub_ptregs_64)
328         /*
329          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
330          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
331          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
332          * the slow path, the extra regs are already saved.
333          *
334          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
335          * IRQs are on.
336          */
337         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
338         jne     1f
339
340         /*
341          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
342          * and jump to slow path
343          */
344         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
345         TRACE_IRQS_OFF
346         popq    %rax
347         UNWIND_HINT_REGS extra=0
348         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
349
350 1:
351         jmp     *%rax                           /* Called from C */
352 END(stub_ptregs_64)
353
354 .macro ptregs_stub func
355 ENTRY(ptregs_\func)
356         UNWIND_HINT_FUNC
357         leaq    \func(%rip), %rax
358         jmp     stub_ptregs_64
359 END(ptregs_\func)
360 .endm
361
362 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
363 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
364 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
365 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
366 #include <asm/syscalls_64.h>
367
368 /*
369  * %rdi: prev task
370  * %rsi: next task
371  */
372 ENTRY(__switch_to_asm)
373         UNWIND_HINT_FUNC
374         /*
375          * Save callee-saved registers
376          * This must match the order in inactive_task_frame
377          */
378         pushq   %rbp
379         pushq   %rbx
380         pushq   %r12
381         pushq   %r13
382         pushq   %r14
383         pushq   %r15
384
385         /* switch stack */
386         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
387         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
388
389 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
390         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
391         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
392 #endif
393
394         /* restore callee-saved registers */
395         popq    %r15
396         popq    %r14
397         popq    %r13
398         popq    %r12
399         popq    %rbx
400         popq    %rbp
401
402         jmp     __switch_to
403 END(__switch_to_asm)
404
405 /*
406  * A newly forked process directly context switches into this address.
407  *
408  * rax: prev task we switched from
409  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
410  * r12: kernel thread arg
411  */
412 ENTRY(ret_from_fork)
413         UNWIND_HINT_EMPTY
414         movq    %rax, %rdi
415         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
416
417         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
418         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
419
420 2:
421         UNWIND_HINT_REGS
422         movq    %rsp, %rdi
423         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
424         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
425         SWAPGS
426         jmp     restore_regs_and_iret
427
428 1:
429         /* kernel thread */
430         movq    %r12, %rdi
431         call    *%rbx
432         /*
433          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
434          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
435          * syscall.
436          */
437         movq    $0, RAX(%rsp)
438         jmp     2b
439 END(ret_from_fork)
440
441 /*
442  * Build the entry stubs with some assembler magic.
443  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
444  */
445         .align 8
446 ENTRY(irq_entries_start)
447     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
448     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
449         UNWIND_HINT_IRET_REGS
450         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
451         jmp     common_interrupt
452         .align  8
453         vector=vector+1
454     .endr
455 END(irq_entries_start)
456
457 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
458 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
459         pushfq
460         testl $X86_EFLAGS_IF, (%rsp)
461         jz .Lokay_\@
462         ud2
463 .Lokay_\@:
464         addq $8, %rsp
465 #endif
466 .endm
467
468 /*
469  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
470  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
471  * Requires kernel GSBASE.
472  *
473  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
474  */
475 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
476         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
477         movq    %rsp, \old_rsp
478
479         .if \regs
480         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
481         .endif
482
483         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
484         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
485
486         /*
487          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
488          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
489          *
490          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
491          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
492          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
493          * handler.
494          *
495          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
496          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
497          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
498          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
499          */
500
501         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
502         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
503
504 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
505         /*
506          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
507          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
508          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
509          * of bug quickly.
510          */
511         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
512         je      .Lirq_stack_okay\@
513         ud2
514         .Lirq_stack_okay\@:
515 #endif
516
517 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
518         pushq   \old_rsp
519
520         .if \regs
521         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
522         .endif
523 .endm
524
525 /*
526  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
527  */
528 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
529         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
530         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
531         popq    %rsp
532
533         .if \regs
534         UNWIND_HINT_REGS
535         .endif
536
537         /*
538          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
539          * the irq stack but we're not on it.
540          */
541
542         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
543 .endm
544
545 /*
546  * Interrupt entry/exit.
547  *
548  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
549  *
550  * Entry runs with interrupts off.
551  */
552
553 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
554         .macro interrupt func
555         cld
556         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
557         SAVE_C_REGS
558         SAVE_EXTRA_REGS
559         ENCODE_FRAME_POINTER
560
561         testb   $3, CS(%rsp)
562         jz      1f
563
564         /*
565          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
566          * tracking that we're in kernel mode.
567          */
568         SWAPGS
569
570         /*
571          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
572          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
573          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
574          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
575          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
576          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
577          */
578         TRACE_IRQS_OFF
579
580         CALL_enter_from_user_mode
581
582 1:
583         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
584         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
585         TRACE_IRQS_OFF
586
587         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
588         .endm
589
590         /*
591          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
592          * then jump to common_interrupt.
593          */
594         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
595 common_interrupt:
596         ASM_CLAC
597         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
598         interrupt do_IRQ
599         /* 0(%rsp): old RSP */
600 ret_from_intr:
601         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
602         TRACE_IRQS_OFF
603
604         LEAVE_IRQ_STACK
605
606         testb   $3, CS(%rsp)
607         jz      retint_kernel
608
609         /* Interrupt came from user space */
610 GLOBAL(retint_user)
611         mov     %rsp,%rdi
612         call    prepare_exit_to_usermode
613         TRACE_IRQS_IRETQ
614         SWAPGS
615         jmp     restore_regs_and_iret
616
617 /* Returning to kernel space */
618 retint_kernel:
619 #ifdef CONFIG_PREEMPT
620         /* Interrupts are off */
621         /* Check if we need preemption */
622         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
623         jnc     1f
624 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
625         jnz     1f
626         call    preempt_schedule_irq
627         jmp     0b
628 1:
629 #endif
630         /*
631          * The iretq could re-enable interrupts:
632          */
633         TRACE_IRQS_IRETQ
634
635 /*
636  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
637  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
638  */
639 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
640         RESTORE_EXTRA_REGS
641 restore_c_regs_and_iret:
642         RESTORE_C_REGS
643         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
644         INTERRUPT_RETURN
645
646 ENTRY(native_iret)
647         UNWIND_HINT_IRET_REGS
648         /*
649          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
650          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
651          */
652 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
653         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
654         jnz     native_irq_return_ldt
655 #endif
656
657 .global native_irq_return_iret
658 native_irq_return_iret:
659         /*
660          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
661          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
662          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
663          * Other faults here are fatal.
664          */
665         iretq
666
667 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
668 native_irq_return_ldt:
669         /*
670          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
671          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
672          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
673          * of the ESPFIX stack.
674          *
675          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
676          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
677          *
678          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
679          *
680          * --- top of ESPFIX stack ---
681          * SS
682          * RSP
683          * RFLAGS
684          * CS
685          * RIP  <-- RSP points here when we're done
686          * RAX  <-- espfix_waddr points here
687          * --- bottom of ESPFIX stack ---
688          */
689
690         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
691         SWAPGS
692         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
693         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
694         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
695         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
696         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
697         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
698         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
699         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
700         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
701         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
702         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
703         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
704         /* Now RAX == RSP. */
705
706         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
707         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
708
709         /*
710          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
711          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
712          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
713          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
714          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
715          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
716          */
717         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
718         SWAPGS
719         movq    %rax, %rsp
720         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
721
722         /*
723          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
724          * still read.
725          */
726         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
727
728         /*
729          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
730          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
731          * values.  We can now IRET back to userspace.
732          */
733         jmp     native_irq_return_iret
734 #endif
735 END(common_interrupt)
736
737 /*
738  * APIC interrupts.
739  */
740 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
741 ENTRY(\sym)
742         UNWIND_HINT_IRET_REGS
743         ASM_CLAC
744         pushq   $~(\num)
745 .Lcommon_\sym:
746         interrupt \do_sym
747         jmp     ret_from_intr
748 END(\sym)
749 .endm
750
751 #ifdef CONFIG_TRACING
752 #define trace(sym) trace_##sym
753 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
754
755 .macro trace_apicinterrupt num sym
756 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
757 .endm
758 #else
759 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
760 .endm
761 #endif
762
763 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
764 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
765 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
766 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
767 #else
768 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
769 # define POP_SECTION_IRQENTRY
770 #endif
771
772 .macro apicinterrupt num sym do_sym
773 PUSH_SECTION_IRQENTRY
774 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
775 trace_apicinterrupt \num \sym
776 POP_SECTION_IRQENTRY
777 .endm
778
779 #ifdef CONFIG_SMP
780 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
781 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
782 #endif
783
784 #ifdef CONFIG_X86_UV
785 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
786 #endif
787
788 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
789 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
790
791 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
792 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
793 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
794 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
795 #endif
796
797 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
798 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
799 #endif
800
801 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
802 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
803 #endif
804
805 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
806 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
807 #endif
808
809 #ifdef CONFIG_SMP
810 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
811 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
812 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
813 #endif
814
815 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
816 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
817
818 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
819 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
820 #endif
821
822 /*
823  * Exception entry points.
824  */
825 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
826
827 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
828 ENTRY(\sym)
829         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
830
831         /* Sanity check */
832         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
833         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
834         .endif
835
836         ASM_CLAC
837         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
838
839         .ifeq \has_error_code
840         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
841         .endif
842
843         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
844
845         .if \paranoid
846         .if \paranoid == 1
847         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
848         jnz     1f
849         .endif
850         call    paranoid_entry
851         .else
852         call    error_entry
853         .endif
854         UNWIND_HINT_REGS
855         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
856
857         .if \paranoid
858         .if \shift_ist != -1
859         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
860         .else
861         TRACE_IRQS_OFF
862         .endif
863         .endif
864
865         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
866
867         .if \has_error_code
868         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
869         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
870         .else
871         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
872         .endif
873
874         .if \shift_ist != -1
875         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
876         .endif
877
878         call    \do_sym
879
880         .if \shift_ist != -1
881         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
882         .endif
883
884         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
885         .if \paranoid
886         jmp     paranoid_exit
887         .else
888         jmp     error_exit
889         .endif
890
891         .if \paranoid == 1
892         /*
893          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
894          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
895          * run in real process context if user_mode(regs).
896          */
897 1:
898         call    error_entry
899
900
901         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
902         call    sync_regs
903         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
904
905         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
906
907         .if \has_error_code
908         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
909         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
910         .else
911         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
912         .endif
913
914         call    \do_sym
915
916         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
917         .endif
918 END(\sym)
919 .endm
920
921 #ifdef CONFIG_TRACING
922 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
923 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
924 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
925 .endm
926 #else
927 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
928 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
929 .endm
930 #endif
931
932 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
933 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
934 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
935 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
936 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
937 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
938 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
939 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
940 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
941 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
942 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
943 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
944 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
945
946
947         /*
948          * Reload gs selector with exception handling
949          * edi:  new selector
950          */
951 ENTRY(native_load_gs_index)
952         FRAME_BEGIN
953         pushfq
954         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
955         SWAPGS
956 .Lgs_change:
957         movl    %edi, %gs
958 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
959         SWAPGS
960         popfq
961         FRAME_END
962         ret
963 ENDPROC(native_load_gs_index)
964 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
965
966         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
967         .section .fixup, "ax"
968         /* running with kernelgs */
969 bad_gs:
970         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
971 .macro ZAP_GS
972         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
973         movl $__USER_DS, %eax
974         movl %eax, %gs
975 .endm
976         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
977         xorl    %eax, %eax
978         movl    %eax, %gs
979         jmp     2b
980         .previous
981
982 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
983 ENTRY(do_softirq_own_stack)
984         pushq   %rbp
985         mov     %rsp, %rbp
986         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
987         call    __do_softirq
988         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
989         leaveq
990         ret
991 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
992
993 #ifdef CONFIG_XEN
994 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
995
996 /*
997  * A note on the "critical region" in our callback handler.
998  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
999  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1000  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1001  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1002  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1003  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1004  * like to avoid the possibility.
1005  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1006  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1007  * activation and restart the handler using the previous one.
1008  */
1009 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1010
1011 /*
1012  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1013  * see the correct pointer to the pt_regs
1014  */
1015         UNWIND_HINT_FUNC
1016         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1017         UNWIND_HINT_REGS
1018
1019         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1020         call    xen_evtchn_do_upcall
1021         LEAVE_IRQ_STACK
1022
1023 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1024         call    xen_maybe_preempt_hcall
1025 #endif
1026         jmp     error_exit
1027 END(xen_do_hypervisor_callback)
1028
1029 /*
1030  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1031  * We get here for two reasons:
1032  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1033  *  2. Fault while executing IRET
1034  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1035  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1036  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1037  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1038  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1039  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1040  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1041  */
1042 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1043         UNWIND_HINT_EMPTY
1044         movl    %ds, %ecx
1045         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1046         jne     1f
1047         movl    %es, %ecx
1048         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1049         jne     1f
1050         movl    %fs, %ecx
1051         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1052         jne     1f
1053         movl    %gs, %ecx
1054         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1055         jne     1f
1056         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1057         movq    (%rsp), %rcx
1058         movq    8(%rsp), %r11
1059         addq    $0x30, %rsp
1060         pushq   $0                              /* RIP */
1061         pushq   %r11
1062         pushq   %rcx
1063         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1064         jmp     general_protection
1065 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1066         movq    (%rsp), %rcx
1067         movq    8(%rsp), %r11
1068         addq    $0x30, %rsp
1069         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1070         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1071         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1072         SAVE_C_REGS
1073         SAVE_EXTRA_REGS
1074         ENCODE_FRAME_POINTER
1075         jmp     error_exit
1076 END(xen_failsafe_callback)
1077
1078 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1079         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1080
1081 #endif /* CONFIG_XEN */
1082
1083 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1084 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1085         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1086 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1087
1088 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1089 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1090 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1091
1092 #ifdef CONFIG_XEN
1093 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
1094 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
1095 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
1096 #endif
1097
1098 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1099 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
1100
1101 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1102 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1103 #endif
1104
1105 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1106 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1107 #endif
1108
1109 /*
1110  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1111  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1112  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1113  */
1114 ENTRY(paranoid_entry)
1115         UNWIND_HINT_FUNC
1116         cld
1117         SAVE_C_REGS 8
1118         SAVE_EXTRA_REGS 8
1119         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1120         movl    $1, %ebx
1121         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1122         rdmsr
1123         testl   %edx, %edx
1124         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1125         SWAPGS
1126         xorl    %ebx, %ebx
1127 1:      ret
1128 END(paranoid_entry)
1129
1130 /*
1131  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1132  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1133  * from kernel space.
1134  *
1135  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1136  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1137  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1138  * to try to handle preemption here.
1139  *
1140  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1141  */
1142 ENTRY(paranoid_exit)
1143         UNWIND_HINT_REGS
1144         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1145         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1146         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1147         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1148         TRACE_IRQS_IRETQ
1149         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1150         jmp     paranoid_exit_restore
1151 paranoid_exit_no_swapgs:
1152         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1153 paranoid_exit_restore:
1154         RESTORE_EXTRA_REGS
1155         RESTORE_C_REGS
1156         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1157         INTERRUPT_RETURN
1158 END(paranoid_exit)
1159
1160 /*
1161  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1162  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1163  */
1164 ENTRY(error_entry)
1165         UNWIND_HINT_FUNC
1166         cld
1167         SAVE_C_REGS 8
1168         SAVE_EXTRA_REGS 8
1169         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1170         xorl    %ebx, %ebx
1171         testb   $3, CS+8(%rsp)
1172         jz      .Lerror_kernelspace
1173
1174         /*
1175          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1176          * from user mode due to an IRET fault.
1177          */
1178         SWAPGS
1179
1180 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1181         /*
1182          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1183          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1184          * (which can take locks).
1185          */
1186         TRACE_IRQS_OFF
1187         CALL_enter_from_user_mode
1188         ret
1189
1190 .Lerror_entry_done:
1191         TRACE_IRQS_OFF
1192         ret
1193
1194         /*
1195          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1196          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1197          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1198          * for these here too.
1199          */
1200 .Lerror_kernelspace:
1201         incl    %ebx
1202         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1203         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1204         je      .Lerror_bad_iret
1205         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1206         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1207         je      .Lbstep_iret
1208         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1209         jne     .Lerror_entry_done
1210
1211         /*
1212          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1213          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1214          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1215          */
1216         SWAPGS
1217         jmp .Lerror_entry_done
1218
1219 .Lbstep_iret:
1220         /* Fix truncated RIP */
1221         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1222         /* fall through */
1223
1224 .Lerror_bad_iret:
1225         /*
1226          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1227          * Switch to kernel gsbase:
1228          */
1229         SWAPGS
1230
1231         /*
1232          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1233          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1234          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1235          */
1236         mov     %rsp, %rdi
1237         call    fixup_bad_iret
1238         mov     %rax, %rsp
1239         decl    %ebx
1240         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1241 END(error_entry)
1242
1243
1244 /*
1245  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1246  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1247  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1248  */
1249 ENTRY(error_exit)
1250         UNWIND_HINT_REGS
1251         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1252         TRACE_IRQS_OFF
1253         testl   %ebx, %ebx
1254         jnz     retint_kernel
1255         jmp     retint_user
1256 END(error_exit)
1257
1258 /* Runs on exception stack */
1259 ENTRY(nmi)
1260         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1261         /*
1262          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1263          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1264          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1265          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1266          * slots past it.
1267          *
1268          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1269          * the "NMI executing" variable.
1270          */
1271         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1272
1273         /*
1274          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1275          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1276          * This means that we can have nested NMIs where the next
1277          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1278          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1279          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1280          * anyway.
1281          *
1282          * To handle this case we do the following:
1283          *  Check the a special location on the stack that contains
1284          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1285          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1286          *  is an NMI stack.
1287          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1288          *  stack then:
1289          *    o Set the special variable on the stack
1290          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1291          *      stack
1292          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1293          *    o Continue processing the NMI
1294          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1295          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1296          *    o return back to the first NMI
1297          *
1298          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1299          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1300          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1301          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1302          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1303          * NMI.
1304          *
1305          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1306          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1307          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1308          * other IST entries.
1309          */
1310
1311         ASM_CLAC
1312
1313         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1314         pushq   %rdx
1315
1316         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1317         jz      .Lnmi_from_kernel
1318
1319         /*
1320          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1321          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1322          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1323          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1324          * are off.
1325          *
1326          * We also must not push anything to the stack before switching
1327          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1328          */
1329
1330         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1331         cld
1332         movq    %rsp, %rdx
1333         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1334         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1335         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1336         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1337         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1338         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1339         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1340         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1341         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1342         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1343         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1344         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1345         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1346         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1347         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1348         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1349         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1350         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1351         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1352         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1353         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1354         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1355         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1356         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1357         UNWIND_HINT_REGS
1358         ENCODE_FRAME_POINTER
1359
1360         /*
1361          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1362          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1363          * done with the NMI stack.
1364          */
1365
1366         movq    %rsp, %rdi
1367         movq    $-1, %rsi
1368         call    do_nmi
1369
1370         /*
1371          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1372          * work, because we don't want to enable interrupts.
1373          */
1374         SWAPGS
1375         jmp     restore_regs_and_iret
1376
1377 .Lnmi_from_kernel:
1378         /*
1379          * Here's what our stack frame will look like:
1380          * +---------------------------------------------------------+
1381          * | original SS                                             |
1382          * | original Return RSP                                     |
1383          * | original RFLAGS                                         |
1384          * | original CS                                             |
1385          * | original RIP                                            |
1386          * +---------------------------------------------------------+
1387          * | temp storage for rdx                                    |
1388          * +---------------------------------------------------------+
1389          * | "NMI executing" variable                                |
1390          * +---------------------------------------------------------+
1391          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1392          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1393          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1394          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1395          * | iret RIP         }                                      |
1396          * +---------------------------------------------------------+
1397          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1398          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1399          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1400          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1401          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1402          * +---------------------------------------------------------+
1403          * | pt_regs                                                 |
1404          * +---------------------------------------------------------+
1405          *
1406          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1407          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1408          * space for the asm code here.
1409          *
1410          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1411          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1412          * processing.
1413          *
1414          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1415          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1416          * frame pointing to the final return target.
1417          */
1418
1419         /*
1420          * Determine whether we're a nested NMI.
1421          *
1422          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1423          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1424          * modify the "iret" frame because it's being written by
1425          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1426          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1427          * resume the outer NMI.
1428          */
1429
1430         movq    $repeat_nmi, %rdx
1431         cmpq    8(%rsp), %rdx
1432         ja      1f
1433         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1434         cmpq    8(%rsp), %rdx
1435         ja      nested_nmi_out
1436 1:
1437
1438         /*
1439          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1440          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1441          * before IRET.
1442          */
1443         cmpl    $1, -8(%rsp)
1444         je      nested_nmi
1445
1446         /*
1447          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1448          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1449          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1450          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1451          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1452          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1453          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1454          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1455          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1456          * "NMI executing".
1457          */
1458         lea     6*8(%rsp), %rdx
1459         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1460         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1461         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1462         ja      first_nmi
1463
1464         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1465         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1466         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1467         jb      first_nmi
1468
1469         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1470
1471         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1472         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1473
1474         /* This is a nested NMI. */
1475
1476 nested_nmi:
1477         /*
1478          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1479          * iteration of NMI handling.
1480          */
1481         subq    $8, %rsp
1482         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1483         pushq   $__KERNEL_DS
1484         pushq   %rdx
1485         pushfq
1486         pushq   $__KERNEL_CS
1487         pushq   $repeat_nmi
1488
1489         /* Put stack back */
1490         addq    $(6*8), %rsp
1491
1492 nested_nmi_out:
1493         popq    %rdx
1494
1495         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1496         INTERRUPT_RETURN
1497
1498 first_nmi:
1499         /* Restore rdx. */
1500         movq    (%rsp), %rdx
1501
1502         /* Make room for "NMI executing". */
1503         pushq   $0
1504
1505         /* Leave room for the "iret" frame */
1506         subq    $(5*8), %rsp
1507
1508         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1509         .rept 5
1510         pushq   11*8(%rsp)
1511         .endr
1512         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1513
1514         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1515
1516 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1517         /*
1518          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1519          * default because IRET is very expensive.
1520          */
1521         pushq   $0              /* SS */
1522         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1523         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1524         pushfq                  /* RFLAGS */
1525         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1526         pushq   $1f             /* RIP */
1527         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1528         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1529 1:
1530 #endif
1531
1532 repeat_nmi:
1533         /*
1534          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1535          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1536          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1537          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1538          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1539          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1540          * NMI will update.
1541          *
1542          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1543          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1544          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1545          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1546          * is zero.
1547          */
1548         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1549
1550         /*
1551          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1552          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1553          * it or it will end up containing garbage.
1554          */
1555         addq    $(10*8), %rsp
1556         .rept 5
1557         pushq   -6*8(%rsp)
1558         .endr
1559         subq    $(5*8), %rsp
1560 end_repeat_nmi:
1561
1562         /*
1563          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1564          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1565          * frame to point back to repeat_nmi.
1566          */
1567         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1568         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1569
1570         /*
1571          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1572          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1573          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1574          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1575          * exceptions might do.
1576          */
1577         call    paranoid_entry
1578         UNWIND_HINT_REGS
1579
1580         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1581         movq    %rsp, %rdi
1582         movq    $-1, %rsi
1583         call    do_nmi
1584
1585         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1586         jnz     nmi_restore
1587 nmi_swapgs:
1588         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1589 nmi_restore:
1590         RESTORE_EXTRA_REGS
1591         RESTORE_C_REGS
1592
1593         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1594         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1595
1596         /*
1597          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1598          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1599          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1600          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1601          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1602          * hypercall page.
1603          */
1604         std
1605         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1606
1607         /*
1608          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1609          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1610          * mode, so this cannot result in a fault.
1611          */
1612         INTERRUPT_RETURN
1613 END(nmi)
1614
1615 ENTRY(ignore_sysret)
1616         UNWIND_HINT_EMPTY
1617         mov     $-ENOSYS, %eax
1618         sysret
1619 END(ignore_sysret)
1620
1621 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1622         UNWIND_HINT_FUNC
1623         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1624         xorl    %ebp, %ebp
1625
1626         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1627         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1628         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1629
1630         call    do_exit
1631 END(rewind_stack_do_exit)