]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - arch/x86/entry/entry_64.S
x86/entry: Clean up the SYSENTER_stack code
[linux.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 "calling.h"
27 #include <asm/asm-offsets.h>
28 #include <asm/msr.h>
29 #include <asm/unistd.h>
30 #include <asm/thread_info.h>
31 #include <asm/hw_irq.h>
32 #include <asm/page_types.h>
33 #include <asm/irqflags.h>
34 #include <asm/paravirt.h>
35 #include <asm/percpu.h>
36 #include <asm/asm.h>
37 #include <asm/smap.h>
38 #include <asm/pgtable_types.h>
39 #include <asm/export.h>
40 #include <asm/frame.h>
41 #include <linux/err.h>
42
43 .code64
44 .section .entry.text, "ax"
45
46 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
47 ENTRY(native_usergs_sysret64)
48         UNWIND_HINT_EMPTY
49         swapgs
50         sysretq
51 END(native_usergs_sysret64)
52 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
53
54 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
55 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
56         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
57         jnc     1f
58         TRACE_IRQS_ON
59 1:
60 #endif
61 .endm
62
63 /*
64  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
65  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
66  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
67  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
68  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
69  *
70  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
71  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
72  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
73  */
74 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
75
76 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
77         call    debug_stack_set_zero
78         TRACE_IRQS_OFF
79         call    debug_stack_reset
80 .endm
81
82 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
83         call    debug_stack_set_zero
84         TRACE_IRQS_ON
85         call    debug_stack_reset
86 .endm
87
88 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
89         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
90         jnc     1f
91         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
92 1:
93 .endm
94
95 #else
96 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
97 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
98 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
99 #endif
100
101 /*
102  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
103  *
104  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
105  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
106  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
107  * available when SYSCALL is used.
108  *
109  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
110  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
111  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
112  * clock_gettimeofday fallback.
113  *
114  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
115  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
116  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
117  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
118  * and does not change rsp.
119  *
120  * Registers on entry:
121  * rax  system call number
122  * rcx  return address
123  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
124  * rdi  arg0
125  * rsi  arg1
126  * rdx  arg2
127  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
128  * r8   arg4
129  * r9   arg5
130  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
131  *
132  * Only called from user space.
133  *
134  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
135  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
136  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
137  */
138
139         .pushsection .entry_trampoline, "ax"
140
141 /*
142  * The code in here gets remapped into cpu_entry_area's trampoline.  This means
143  * that the assembler and linker have the wrong idea as to where this code
144  * lives (and, in fact, it's mapped more than once, so it's not even at a
145  * fixed address).  So we can't reference any symbols outside the entry
146  * trampoline and expect it to work.
147  *
148  * Instead, we carefully abuse %rip-relative addressing.
149  * _entry_trampoline(%rip) refers to the start of the remapped) entry
150  * trampoline.  We can thus find cpu_entry_area with this macro:
151  */
152
153 #define CPU_ENTRY_AREA \
154         _entry_trampoline - CPU_ENTRY_AREA_entry_trampoline(%rip)
155
156 /* The top word of the SYSENTER stack is hot and is usable as scratch space. */
157 #define RSP_SCRATCH     CPU_ENTRY_AREA_tss + TSS_STRUCT_SYSENTER_stack + \
158                         SIZEOF_SYSENTER_stack - 8 + CPU_ENTRY_AREA
159
160 ENTRY(entry_SYSCALL_64_trampoline)
161         UNWIND_HINT_EMPTY
162         swapgs
163
164         /* Stash the user RSP. */
165         movq    %rsp, RSP_SCRATCH
166
167         /* Load the top of the task stack into RSP */
168         movq    CPU_ENTRY_AREA_tss + TSS_sp1 + CPU_ENTRY_AREA, %rsp
169
170         /* Start building the simulated IRET frame. */
171         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
172         pushq   RSP_SCRATCH                     /* pt_regs->sp */
173         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
174         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
175         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
176
177         /*
178          * x86 lacks a near absolute jump, and we can't jump to the real
179          * entry text with a relative jump.  We could push the target
180          * address and then use retq, but this destroys the pipeline on
181          * many CPUs (wasting over 20 cycles on Sandy Bridge).  Instead,
182          * spill RDI and restore it in a second-stage trampoline.
183          */
184         pushq   %rdi
185         movq    $entry_SYSCALL_64_stage2, %rdi
186         jmp     *%rdi
187 END(entry_SYSCALL_64_trampoline)
188
189         .popsection
190
191 ENTRY(entry_SYSCALL_64_stage2)
192         UNWIND_HINT_EMPTY
193         popq    %rdi
194         jmp     entry_SYSCALL_64_after_hwframe
195 END(entry_SYSCALL_64_stage2)
196
197 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
198         UNWIND_HINT_EMPTY
199         /*
200          * Interrupts are off on entry.
201          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
202          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
203          */
204
205         swapgs
206         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
207         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
208
209         TRACE_IRQS_OFF
210
211         /* Construct struct pt_regs on stack */
212         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
213         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
214         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
215         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
216         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
217 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
218         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
219         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
220         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
221         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
222         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
223         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
224         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
225         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
226         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
227         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
228         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
229         UNWIND_HINT_REGS extra=0
230
231         /*
232          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
233          * exit work, go straight to the slow path.
234          */
235         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
236         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
237         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
238
239 entry_SYSCALL_64_fastpath:
240         /*
241          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
242          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
243          * and jumps to the slow path.
244          */
245         TRACE_IRQS_ON
246         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
247 #if __SYSCALL_MASK == ~0
248         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
249 #else
250         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
251         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
252 #endif
253         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
254         movq    %r10, %rcx
255
256         /*
257          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
258          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
259          * and all argument registers are clobbered.
260          */
261         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
262 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
263
264         movq    %rax, RAX(%rsp)
265 1:
266
267         /*
268          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
269          * If we see that no exit work is required (which we are required
270          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
271          */
272         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
273         TRACE_IRQS_OFF
274         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
275         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
276         jnz     1f
277
278         LOCKDEP_SYS_EXIT
279         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
280         movq    RIP(%rsp), %rcx
281         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
282         addq    $6*8, %rsp      /* skip extra regs -- they were preserved */
283         UNWIND_HINT_EMPTY
284         jmp     .Lpop_c_regs_except_rcx_r11_and_sysret
285
286 1:
287         /*
288          * The fast path looked good when we started, but something changed
289          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
290          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
291          */
292         TRACE_IRQS_ON
293         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
294         SAVE_EXTRA_REGS
295         movq    %rsp, %rdi
296         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
297         jmp     return_from_SYSCALL_64
298
299 entry_SYSCALL64_slow_path:
300         /* IRQs are off. */
301         SAVE_EXTRA_REGS
302         movq    %rsp, %rdi
303         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
304
305 return_from_SYSCALL_64:
306         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
307
308         /*
309          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
310          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
311          * go to the slow exit path.
312          */
313         movq    RCX(%rsp), %rcx
314         movq    RIP(%rsp), %r11
315
316         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
317         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
318
319         /*
320          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
321          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
322          * the kernel, since userspace controls RSP.
323          *
324          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
325          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
326          *
327          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
328          * depending on paging mode) in the address.
329          */
330         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
331         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
332
333         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
334         cmpq    %rcx, %r11
335         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
336
337         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
338         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
339
340         movq    R11(%rsp), %r11
341         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
342         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
343
344         /*
345          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
346          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
347          * need to restore it correctly.
348          *
349          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
350          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
351          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
352          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
353          * this user code:
354          *
355          *           movq       $stuck_here, %rcx
356          *           pushfq
357          *           popq %r11
358          *   stuck_here:
359          *
360          * would never get past 'stuck_here'.
361          */
362         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
363         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
364
365         /* nothing to check for RSP */
366
367         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
368         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
369
370         /*
371          * We win! This label is here just for ease of understanding
372          * perf profiles. Nothing jumps here.
373          */
374 syscall_return_via_sysret:
375         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
376         UNWIND_HINT_EMPTY
377         POP_EXTRA_REGS
378 .Lpop_c_regs_except_rcx_r11_and_sysret:
379         popq    %rsi    /* skip r11 */
380         popq    %r10
381         popq    %r9
382         popq    %r8
383         popq    %rax
384         popq    %rsi    /* skip rcx */
385         popq    %rdx
386         popq    %rsi
387
388         /*
389          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
390          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
391          */
392         movq    %rsp, %rdi
393         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss + TSS_sp0), %rsp
394
395         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
396         pushq   (%rdi)          /* RDI */
397
398         /*
399          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
400          * We can do future final exit work right here.
401          */
402
403         popq    %rdi
404         popq    %rsp
405         USERGS_SYSRET64
406 END(entry_SYSCALL_64)
407
408 ENTRY(stub_ptregs_64)
409         /*
410          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
411          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
412          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
413          * the slow path, the extra regs are already saved.
414          *
415          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
416          * IRQs are on.
417          */
418         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
419         jne     1f
420
421         /*
422          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
423          * and jump to slow path
424          */
425         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
426         TRACE_IRQS_OFF
427         popq    %rax
428         UNWIND_HINT_REGS extra=0
429         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
430
431 1:
432         jmp     *%rax                           /* Called from C */
433 END(stub_ptregs_64)
434
435 .macro ptregs_stub func
436 ENTRY(ptregs_\func)
437         UNWIND_HINT_FUNC
438         leaq    \func(%rip), %rax
439         jmp     stub_ptregs_64
440 END(ptregs_\func)
441 .endm
442
443 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
444 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
445 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
446 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
447 #include <asm/syscalls_64.h>
448
449 /*
450  * %rdi: prev task
451  * %rsi: next task
452  */
453 ENTRY(__switch_to_asm)
454         UNWIND_HINT_FUNC
455         /*
456          * Save callee-saved registers
457          * This must match the order in inactive_task_frame
458          */
459         pushq   %rbp
460         pushq   %rbx
461         pushq   %r12
462         pushq   %r13
463         pushq   %r14
464         pushq   %r15
465
466         /* switch stack */
467         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
468         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
469
470 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
471         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
472         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
473 #endif
474
475         /* restore callee-saved registers */
476         popq    %r15
477         popq    %r14
478         popq    %r13
479         popq    %r12
480         popq    %rbx
481         popq    %rbp
482
483         jmp     __switch_to
484 END(__switch_to_asm)
485
486 /*
487  * A newly forked process directly context switches into this address.
488  *
489  * rax: prev task we switched from
490  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
491  * r12: kernel thread arg
492  */
493 ENTRY(ret_from_fork)
494         UNWIND_HINT_EMPTY
495         movq    %rax, %rdi
496         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
497
498         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
499         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
500
501 2:
502         UNWIND_HINT_REGS
503         movq    %rsp, %rdi
504         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
505         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
506         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
507
508 1:
509         /* kernel thread */
510         movq    %r12, %rdi
511         call    *%rbx
512         /*
513          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
514          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
515          * syscall.
516          */
517         movq    $0, RAX(%rsp)
518         jmp     2b
519 END(ret_from_fork)
520
521 /*
522  * Build the entry stubs with some assembler magic.
523  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
524  */
525         .align 8
526 ENTRY(irq_entries_start)
527     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
528     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
529         UNWIND_HINT_IRET_REGS
530         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
531         jmp     common_interrupt
532         .align  8
533         vector=vector+1
534     .endr
535 END(irq_entries_start)
536
537 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
538 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
539         pushq %rax
540         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
541         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
542         jz .Lokay_\@
543         ud2
544 .Lokay_\@:
545         popq %rax
546 #endif
547 .endm
548
549 /*
550  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
551  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
552  * Requires kernel GSBASE.
553  *
554  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
555  */
556 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
557         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
558         movq    %rsp, \old_rsp
559
560         .if \regs
561         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
562         .endif
563
564         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
565         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
566
567         /*
568          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
569          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
570          *
571          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
572          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
573          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
574          * handler.
575          *
576          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
577          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
578          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
579          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
580          */
581
582         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
583         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
584
585 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
586         /*
587          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
588          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
589          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
590          * of bug quickly.
591          */
592         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
593         je      .Lirq_stack_okay\@
594         ud2
595         .Lirq_stack_okay\@:
596 #endif
597
598 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
599         pushq   \old_rsp
600
601         .if \regs
602         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
603         .endif
604 .endm
605
606 /*
607  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
608  */
609 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
610         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
611         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
612         popq    %rsp
613
614         .if \regs
615         UNWIND_HINT_REGS
616         .endif
617
618         /*
619          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
620          * the irq stack but we're not on it.
621          */
622
623         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
624 .endm
625
626 /*
627  * Interrupt entry/exit.
628  *
629  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
630  *
631  * Entry runs with interrupts off.
632  */
633
634 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
635         .macro interrupt func
636         cld
637
638         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)
639         jz      1f
640         SWAPGS
641         call    switch_to_thread_stack
642 1:
643
644         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
645         SAVE_C_REGS
646         SAVE_EXTRA_REGS
647         ENCODE_FRAME_POINTER
648
649         testb   $3, CS(%rsp)
650         jz      1f
651
652         /*
653          * IRQ from user mode.
654          *
655          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
656          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
657          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
658          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
659          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
660          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
661          */
662         TRACE_IRQS_OFF
663
664         CALL_enter_from_user_mode
665
666 1:
667         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
668         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
669         TRACE_IRQS_OFF
670
671         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
672         .endm
673
674         /*
675          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
676          * then jump to common_interrupt.
677          */
678         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
679 common_interrupt:
680         ASM_CLAC
681         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
682         interrupt do_IRQ
683         /* 0(%rsp): old RSP */
684 ret_from_intr:
685         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
686         TRACE_IRQS_OFF
687
688         LEAVE_IRQ_STACK
689
690         testb   $3, CS(%rsp)
691         jz      retint_kernel
692
693         /* Interrupt came from user space */
694 GLOBAL(retint_user)
695         mov     %rsp,%rdi
696         call    prepare_exit_to_usermode
697         TRACE_IRQS_IRETQ
698
699 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
700 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
701         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
702         testb   $3, CS(%rsp)
703         jnz     1f
704         ud2
705 1:
706 #endif
707         POP_EXTRA_REGS
708         popq    %r11
709         popq    %r10
710         popq    %r9
711         popq    %r8
712         popq    %rax
713         popq    %rcx
714         popq    %rdx
715         popq    %rsi
716
717         /*
718          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
719          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
720          */
721         movq    %rsp, %rdi
722         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss + TSS_sp0), %rsp
723
724         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
725         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
726         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
727         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
728         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
729         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
730
731         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
732         pushq   (%rdi)
733
734         /*
735          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
736          * We can do future final exit work right here.
737          */
738
739         /* Restore RDI. */
740         popq    %rdi
741         SWAPGS
742         INTERRUPT_RETURN
743
744
745 /* Returning to kernel space */
746 retint_kernel:
747 #ifdef CONFIG_PREEMPT
748         /* Interrupts are off */
749         /* Check if we need preemption */
750         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
751         jnc     1f
752 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
753         jnz     1f
754         call    preempt_schedule_irq
755         jmp     0b
756 1:
757 #endif
758         /*
759          * The iretq could re-enable interrupts:
760          */
761         TRACE_IRQS_IRETQ
762
763 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
764 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
765         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
766         testb   $3, CS(%rsp)
767         jz      1f
768         ud2
769 1:
770 #endif
771         POP_EXTRA_REGS
772         POP_C_REGS
773         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
774         INTERRUPT_RETURN
775
776 ENTRY(native_iret)
777         UNWIND_HINT_IRET_REGS
778         /*
779          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
780          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
781          */
782 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
783         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
784         jnz     native_irq_return_ldt
785 #endif
786
787 .global native_irq_return_iret
788 native_irq_return_iret:
789         /*
790          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
791          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
792          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
793          * Other faults here are fatal.
794          */
795         iretq
796
797 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
798 native_irq_return_ldt:
799         /*
800          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
801          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
802          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
803          * of the ESPFIX stack.
804          *
805          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
806          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
807          *
808          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
809          *
810          * --- top of ESPFIX stack ---
811          * SS
812          * RSP
813          * RFLAGS
814          * CS
815          * RIP  <-- RSP points here when we're done
816          * RAX  <-- espfix_waddr points here
817          * --- bottom of ESPFIX stack ---
818          */
819
820         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
821         SWAPGS
822         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
823         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
824         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
825         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
826         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
827         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
828         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
829         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
830         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
831         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
832         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
833         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
834         /* Now RAX == RSP. */
835
836         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
837         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
838
839         /*
840          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
841          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
842          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
843          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
844          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
845          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
846          */
847         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
848         SWAPGS
849         movq    %rax, %rsp
850         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
851
852         /*
853          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
854          * still read.
855          */
856         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
857
858         /*
859          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
860          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
861          * values.  We can now IRET back to userspace.
862          */
863         jmp     native_irq_return_iret
864 #endif
865 END(common_interrupt)
866
867 /*
868  * APIC interrupts.
869  */
870 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
871 ENTRY(\sym)
872         UNWIND_HINT_IRET_REGS
873         ASM_CLAC
874         pushq   $~(\num)
875 .Lcommon_\sym:
876         interrupt \do_sym
877         jmp     ret_from_intr
878 END(\sym)
879 .endm
880
881 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
882 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
883 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
884
885 .macro apicinterrupt num sym do_sym
886 PUSH_SECTION_IRQENTRY
887 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
888 POP_SECTION_IRQENTRY
889 .endm
890
891 #ifdef CONFIG_SMP
892 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
893 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
894 #endif
895
896 #ifdef CONFIG_X86_UV
897 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
898 #endif
899
900 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
901 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
902
903 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
904 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
905 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
906 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
907 #endif
908
909 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
910 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
911 #endif
912
913 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
914 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
915 #endif
916
917 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
918 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
919 #endif
920
921 #ifdef CONFIG_SMP
922 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
923 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
924 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
925 #endif
926
927 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
928 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
929
930 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
931 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
932 #endif
933
934 /*
935  * Exception entry points.
936  */
937 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
938
939 /*
940  * Switch to the thread stack.  This is called with the IRET frame and
941  * orig_ax on the stack.  (That is, RDI..R12 are not on the stack and
942  * space has not been allocated for them.)
943  */
944 ENTRY(switch_to_thread_stack)
945         UNWIND_HINT_FUNC
946
947         pushq   %rdi
948         movq    %rsp, %rdi
949         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
950         UNWIND_HINT sp_offset=16 sp_reg=ORC_REG_DI
951
952         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
953         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
954         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
955         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
956         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
957         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
958         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
959         UNWIND_HINT_FUNC
960
961         movq    (%rdi), %rdi
962         ret
963 END(switch_to_thread_stack)
964
965 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
966 ENTRY(\sym)
967         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
968
969         /* Sanity check */
970         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
971         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
972         .endif
973
974         ASM_CLAC
975
976         .if \has_error_code == 0
977         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
978         .endif
979
980         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
981
982         .if \paranoid < 2
983         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
984         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
985         .endif
986
987         .if \paranoid
988         call    paranoid_entry
989         .else
990         call    error_entry
991         .endif
992         UNWIND_HINT_REGS
993         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
994
995         .if \paranoid
996         .if \shift_ist != -1
997         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
998         .else
999         TRACE_IRQS_OFF
1000         .endif
1001         .endif
1002
1003         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
1004
1005         .if \has_error_code
1006         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
1007         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
1008         .else
1009         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
1010         .endif
1011
1012         .if \shift_ist != -1
1013         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
1014         .endif
1015
1016         call    \do_sym
1017
1018         .if \shift_ist != -1
1019         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
1020         .endif
1021
1022         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
1023         .if \paranoid
1024         jmp     paranoid_exit
1025         .else
1026         jmp     error_exit
1027         .endif
1028
1029         .if \paranoid < 2
1030         /*
1031          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
1032          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
1033          * run in real process context if user_mode(regs).
1034          */
1035 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
1036         call    error_entry
1037
1038         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
1039
1040         .if \has_error_code
1041         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
1042         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
1043         .else
1044         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
1045         .endif
1046
1047         call    \do_sym
1048
1049         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
1050         .endif
1051 END(\sym)
1052 .endm
1053
1054 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
1055 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
1056 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
1057 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
1058 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
1059 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
1060 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
1061 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
1062 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
1063 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
1064 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
1065 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
1066 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
1067
1068
1069         /*
1070          * Reload gs selector with exception handling
1071          * edi:  new selector
1072          */
1073 ENTRY(native_load_gs_index)
1074         FRAME_BEGIN
1075         pushfq
1076         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
1077         SWAPGS
1078 .Lgs_change:
1079         movl    %edi, %gs
1080 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
1081         SWAPGS
1082         popfq
1083         FRAME_END
1084         ret
1085 ENDPROC(native_load_gs_index)
1086 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
1087
1088         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1089         .section .fixup, "ax"
1090         /* running with kernelgs */
1091 bad_gs:
1092         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1093 .macro ZAP_GS
1094         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1095         movl $__USER_DS, %eax
1096         movl %eax, %gs
1097 .endm
1098         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1099         xorl    %eax, %eax
1100         movl    %eax, %gs
1101         jmp     2b
1102         .previous
1103
1104 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1105 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1106         pushq   %rbp
1107         mov     %rsp, %rbp
1108         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1109         call    __do_softirq
1110         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1111         leaveq
1112         ret
1113 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1114
1115 #ifdef CONFIG_XEN
1116 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1117
1118 /*
1119  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1120  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1121  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1122  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1123  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1124  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1125  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1126  * like to avoid the possibility.
1127  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1128  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1129  * activation and restart the handler using the previous one.
1130  */
1131 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1132
1133 /*
1134  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1135  * see the correct pointer to the pt_regs
1136  */
1137         UNWIND_HINT_FUNC
1138         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1139         UNWIND_HINT_REGS
1140
1141         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1142         call    xen_evtchn_do_upcall
1143         LEAVE_IRQ_STACK
1144
1145 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1146         call    xen_maybe_preempt_hcall
1147 #endif
1148         jmp     error_exit
1149 END(xen_do_hypervisor_callback)
1150
1151 /*
1152  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1153  * We get here for two reasons:
1154  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1155  *  2. Fault while executing IRET
1156  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1157  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1158  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1159  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1160  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1161  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1162  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1163  */
1164 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1165         UNWIND_HINT_EMPTY
1166         movl    %ds, %ecx
1167         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1168         jne     1f
1169         movl    %es, %ecx
1170         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1171         jne     1f
1172         movl    %fs, %ecx
1173         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1174         jne     1f
1175         movl    %gs, %ecx
1176         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1177         jne     1f
1178         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1179         movq    (%rsp), %rcx
1180         movq    8(%rsp), %r11
1181         addq    $0x30, %rsp
1182         pushq   $0                              /* RIP */
1183         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1184         jmp     general_protection
1185 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1186         movq    (%rsp), %rcx
1187         movq    8(%rsp), %r11
1188         addq    $0x30, %rsp
1189         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1190         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1191         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1192         SAVE_C_REGS
1193         SAVE_EXTRA_REGS
1194         ENCODE_FRAME_POINTER
1195         jmp     error_exit
1196 END(xen_failsafe_callback)
1197
1198 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1199         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1200
1201 #endif /* CONFIG_XEN */
1202
1203 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1204 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1205         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1206 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1207
1208 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1209 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1210 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1211
1212 #ifdef CONFIG_XEN
1213 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1214 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1215 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1216 #endif
1217
1218 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1219 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1220
1221 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1222 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1223 #endif
1224
1225 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1226 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1227 #endif
1228
1229 /*
1230  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1231  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1232  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1233  */
1234 ENTRY(paranoid_entry)
1235         UNWIND_HINT_FUNC
1236         cld
1237         SAVE_C_REGS 8
1238         SAVE_EXTRA_REGS 8
1239         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1240         movl    $1, %ebx
1241         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1242         rdmsr
1243         testl   %edx, %edx
1244         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1245         SWAPGS
1246         xorl    %ebx, %ebx
1247 1:      ret
1248 END(paranoid_entry)
1249
1250 /*
1251  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1252  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1253  * from kernel space.
1254  *
1255  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1256  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1257  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1258  * to try to handle preemption here.
1259  *
1260  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1261  */
1262 ENTRY(paranoid_exit)
1263         UNWIND_HINT_REGS
1264         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1265         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1266         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1267         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1268         TRACE_IRQS_IRETQ
1269         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1270         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1271 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1272         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1273 .Lparanoid_exit_restore:
1274         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1275 END(paranoid_exit)
1276
1277 /*
1278  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1279  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1280  */
1281 ENTRY(error_entry)
1282         UNWIND_HINT_FUNC
1283         cld
1284         SAVE_C_REGS 8
1285         SAVE_EXTRA_REGS 8
1286         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1287         xorl    %ebx, %ebx
1288         testb   $3, CS+8(%rsp)
1289         jz      .Lerror_kernelspace
1290
1291         /*
1292          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1293          * from user mode due to an IRET fault.
1294          */
1295         SWAPGS
1296
1297 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1298         /* Put us onto the real thread stack. */
1299         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1300         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1301         call    sync_regs
1302         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1303         ENCODE_FRAME_POINTER
1304         pushq   %r12
1305
1306         /*
1307          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1308          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1309          * (which can take locks).
1310          */
1311         TRACE_IRQS_OFF
1312         CALL_enter_from_user_mode
1313         ret
1314
1315 .Lerror_entry_done:
1316         TRACE_IRQS_OFF
1317         ret
1318
1319         /*
1320          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1321          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1322          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1323          * for these here too.
1324          */
1325 .Lerror_kernelspace:
1326         incl    %ebx
1327         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1328         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1329         je      .Lerror_bad_iret
1330         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1331         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1332         je      .Lbstep_iret
1333         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1334         jne     .Lerror_entry_done
1335
1336         /*
1337          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1338          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1339          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1340          */
1341         SWAPGS
1342         jmp .Lerror_entry_done
1343
1344 .Lbstep_iret:
1345         /* Fix truncated RIP */
1346         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1347         /* fall through */
1348
1349 .Lerror_bad_iret:
1350         /*
1351          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1352          * Switch to kernel gsbase:
1353          */
1354         SWAPGS
1355
1356         /*
1357          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1358          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1359          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1360          */
1361         mov     %rsp, %rdi
1362         call    fixup_bad_iret
1363         mov     %rax, %rsp
1364         decl    %ebx
1365         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1366 END(error_entry)
1367
1368
1369 /*
1370  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1371  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1372  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1373  */
1374 ENTRY(error_exit)
1375         UNWIND_HINT_REGS
1376         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1377         TRACE_IRQS_OFF
1378         testl   %ebx, %ebx
1379         jnz     retint_kernel
1380         jmp     retint_user
1381 END(error_exit)
1382
1383 /*
1384  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1385  * so we can use real assembly here.
1386  */
1387 ENTRY(nmi)
1388         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1389
1390         /*
1391          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1392          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1393          * This means that we can have nested NMIs where the next
1394          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1395          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1396          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1397          * anyway.
1398          *
1399          * To handle this case we do the following:
1400          *  Check the a special location on the stack that contains
1401          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1402          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1403          *  is an NMI stack.
1404          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1405          *  stack then:
1406          *    o Set the special variable on the stack
1407          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1408          *      stack
1409          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1410          *    o Continue processing the NMI
1411          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1412          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1413          *    o return back to the first NMI
1414          *
1415          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1416          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1417          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1418          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1419          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1420          * NMI.
1421          *
1422          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1423          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1424          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1425          * other IST entries.
1426          */
1427
1428         ASM_CLAC
1429
1430         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1431         pushq   %rdx
1432
1433         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1434         jz      .Lnmi_from_kernel
1435
1436         /*
1437          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1438          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1439          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1440          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1441          * are off.
1442          *
1443          * We also must not push anything to the stack before switching
1444          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1445          */
1446
1447         swapgs
1448         cld
1449         movq    %rsp, %rdx
1450         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1451         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1452         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1453         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1454         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1455         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1456         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1457         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1458         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1459         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1460         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1461         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1462         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1463         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1464         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1465         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1466         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1467         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1468         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1469         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1470         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1471         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1472         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1473         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1474         UNWIND_HINT_REGS
1475         ENCODE_FRAME_POINTER
1476
1477         /*
1478          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1479          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1480          * done with the NMI stack.
1481          */
1482
1483         movq    %rsp, %rdi
1484         movq    $-1, %rsi
1485         call    do_nmi
1486
1487         /*
1488          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1489          * work, because we don't want to enable interrupts.
1490          */
1491         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1492
1493 .Lnmi_from_kernel:
1494         /*
1495          * Here's what our stack frame will look like:
1496          * +---------------------------------------------------------+
1497          * | original SS                                             |
1498          * | original Return RSP                                     |
1499          * | original RFLAGS                                         |
1500          * | original CS                                             |
1501          * | original RIP                                            |
1502          * +---------------------------------------------------------+
1503          * | temp storage for rdx                                    |
1504          * +---------------------------------------------------------+
1505          * | "NMI executing" variable                                |
1506          * +---------------------------------------------------------+
1507          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1508          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1509          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1510          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1511          * | iret RIP         }                                      |
1512          * +---------------------------------------------------------+
1513          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1514          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1515          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1516          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1517          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1518          * +---------------------------------------------------------+
1519          * | pt_regs                                                 |
1520          * +---------------------------------------------------------+
1521          *
1522          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1523          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1524          * space for the asm code here.
1525          *
1526          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1527          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1528          * processing.
1529          *
1530          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1531          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1532          * frame pointing to the final return target.
1533          */
1534
1535         /*
1536          * Determine whether we're a nested NMI.
1537          *
1538          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1539          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1540          * modify the "iret" frame because it's being written by
1541          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1542          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1543          * resume the outer NMI.
1544          */
1545
1546         movq    $repeat_nmi, %rdx
1547         cmpq    8(%rsp), %rdx
1548         ja      1f
1549         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1550         cmpq    8(%rsp), %rdx
1551         ja      nested_nmi_out
1552 1:
1553
1554         /*
1555          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1556          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1557          * before IRET.
1558          */
1559         cmpl    $1, -8(%rsp)
1560         je      nested_nmi
1561
1562         /*
1563          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1564          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1565          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1566          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1567          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1568          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1569          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1570          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1571          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1572          * "NMI executing".
1573          */
1574         lea     6*8(%rsp), %rdx
1575         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1576         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1577         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1578         ja      first_nmi
1579
1580         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1581         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1582         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1583         jb      first_nmi
1584
1585         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1586
1587         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1588         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1589
1590         /* This is a nested NMI. */
1591
1592 nested_nmi:
1593         /*
1594          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1595          * iteration of NMI handling.
1596          */
1597         subq    $8, %rsp
1598         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1599         pushq   $__KERNEL_DS
1600         pushq   %rdx
1601         pushfq
1602         pushq   $__KERNEL_CS
1603         pushq   $repeat_nmi
1604
1605         /* Put stack back */
1606         addq    $(6*8), %rsp
1607
1608 nested_nmi_out:
1609         popq    %rdx
1610
1611         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1612         iretq
1613
1614 first_nmi:
1615         /* Restore rdx. */
1616         movq    (%rsp), %rdx
1617
1618         /* Make room for "NMI executing". */
1619         pushq   $0
1620
1621         /* Leave room for the "iret" frame */
1622         subq    $(5*8), %rsp
1623
1624         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1625         .rept 5
1626         pushq   11*8(%rsp)
1627         .endr
1628         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1629
1630         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1631
1632 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1633         /*
1634          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1635          * default because IRET is very expensive.
1636          */
1637         pushq   $0              /* SS */
1638         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1639         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1640         pushfq                  /* RFLAGS */
1641         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1642         pushq   $1f             /* RIP */
1643         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1644         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1645 1:
1646 #endif
1647
1648 repeat_nmi:
1649         /*
1650          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1651          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1652          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1653          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1654          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1655          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1656          * NMI will update.
1657          *
1658          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1659          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1660          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1661          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1662          * is zero.
1663          */
1664         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1665
1666         /*
1667          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1668          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1669          * it or it will end up containing garbage.
1670          */
1671         addq    $(10*8), %rsp
1672         .rept 5
1673         pushq   -6*8(%rsp)
1674         .endr
1675         subq    $(5*8), %rsp
1676 end_repeat_nmi:
1677
1678         /*
1679          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1680          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1681          * frame to point back to repeat_nmi.
1682          */
1683         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1684         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1685
1686         /*
1687          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1688          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1689          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1690          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1691          * exceptions might do.
1692          */
1693         call    paranoid_entry
1694         UNWIND_HINT_REGS
1695
1696         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1697         movq    %rsp, %rdi
1698         movq    $-1, %rsi
1699         call    do_nmi
1700
1701         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1702         jnz     nmi_restore
1703 nmi_swapgs:
1704         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1705 nmi_restore:
1706         POP_EXTRA_REGS
1707         POP_C_REGS
1708
1709         /*
1710          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1711          * at the "iret" frame.
1712          */
1713         addq    $6*8, %rsp
1714
1715         /*
1716          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1717          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1718          * the SYSCALL entry and exit paths.
1719          *
1720          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1721          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1722          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1723          */
1724         std
1725         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1726
1727         /*
1728          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1729          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1730          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1731          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1732          */
1733         iretq
1734 END(nmi)
1735
1736 ENTRY(ignore_sysret)
1737         UNWIND_HINT_EMPTY
1738         mov     $-ENOSYS, %eax
1739         sysret
1740 END(ignore_sysret)
1741
1742 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1743         UNWIND_HINT_FUNC
1744         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1745         xorl    %ebp, %ebp
1746
1747         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1748         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1749         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1750
1751         call    do_exit
1752 END(rewind_stack_do_exit)