]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - arch/x86/entry/entry_64.S
64b233ab7cad98b613df5b47de975fb8a77b75a0
[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         SWAPGS_UNSAFE_STACK
146         /*
147          * A hypervisor implementation might want to use a label
148          * after the swapgs, so that it can do the swapgs
149          * for the guest and jump here on syscall.
150          */
151 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_swapgs)
152
153         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
154         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
155
156         TRACE_IRQS_OFF
157
158         /* Construct struct pt_regs on stack */
159         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
160         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
161         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
162         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
163         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
164         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
165         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
166         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
167         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
168         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
169         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
170         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
171         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
172         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
173         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
174         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
175         UNWIND_HINT_REGS extra=0
176
177         /*
178          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
179          * exit work, go straight to the slow path.
180          */
181         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
182         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
183         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
184
185 entry_SYSCALL_64_fastpath:
186         /*
187          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
188          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
189          * and jumps to the slow path.
190          */
191         TRACE_IRQS_ON
192         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
193 #if __SYSCALL_MASK == ~0
194         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
195 #else
196         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
197         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
198 #endif
199         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
200         movq    %r10, %rcx
201
202         /*
203          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
204          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
205          * and all argument registers are clobbered.
206          */
207         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
208 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
209
210         movq    %rax, RAX(%rsp)
211 1:
212
213         /*
214          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
215          * If we see that no exit work is required (which we are required
216          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
217          */
218         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
219         TRACE_IRQS_OFF
220         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
221         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
222         jnz     1f
223
224         LOCKDEP_SYS_EXIT
225         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
226         movq    RIP(%rsp), %rcx
227         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
228         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
229         movq    RSP(%rsp), %rsp
230         UNWIND_HINT_EMPTY
231         USERGS_SYSRET64
232
233 1:
234         /*
235          * The fast path looked good when we started, but something changed
236          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
237          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
238          */
239         TRACE_IRQS_ON
240         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
241         SAVE_EXTRA_REGS
242         movq    %rsp, %rdi
243         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
244         jmp     return_from_SYSCALL_64
245
246 entry_SYSCALL64_slow_path:
247         /* IRQs are off. */
248         SAVE_EXTRA_REGS
249         movq    %rsp, %rdi
250         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
251
252 return_from_SYSCALL_64:
253         RESTORE_EXTRA_REGS
254         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
255
256         /*
257          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
258          * a completely clean 64-bit userspace context.
259          */
260         movq    RCX(%rsp), %rcx
261         movq    RIP(%rsp), %r11
262         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
263         jne     opportunistic_sysret_failed
264
265         /*
266          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
267          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
268          * the kernel, since userspace controls RSP.
269          *
270          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
271          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
272          *
273          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
274          * depending on paging mode) in the address.
275          */
276         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
277         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
278
279         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
280         cmpq    %rcx, %r11
281         jne     opportunistic_sysret_failed
282
283         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
284         jne     opportunistic_sysret_failed
285
286         movq    R11(%rsp), %r11
287         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
288         jne     opportunistic_sysret_failed
289
290         /*
291          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
292          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
293          * need to restore it correctly.
294          *
295          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
296          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
297          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
298          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
299          * this user code:
300          *
301          *           movq       $stuck_here, %rcx
302          *           pushfq
303          *           popq %r11
304          *   stuck_here:
305          *
306          * would never get past 'stuck_here'.
307          */
308         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
309         jnz     opportunistic_sysret_failed
310
311         /* nothing to check for RSP */
312
313         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
314         jne     opportunistic_sysret_failed
315
316         /*
317          * We win! This label is here just for ease of understanding
318          * perf profiles. Nothing jumps here.
319          */
320 syscall_return_via_sysret:
321         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
322         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
323         movq    RSP(%rsp), %rsp
324         UNWIND_HINT_EMPTY
325         USERGS_SYSRET64
326
327 opportunistic_sysret_failed:
328         SWAPGS
329         jmp     restore_c_regs_and_iret
330 END(entry_SYSCALL_64)
331
332 ENTRY(stub_ptregs_64)
333         /*
334          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
335          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
336          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
337          * the slow path, the extra regs are already saved.
338          *
339          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
340          * IRQs are on.
341          */
342         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
343         jne     1f
344
345         /*
346          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
347          * and jump to slow path
348          */
349         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
350         TRACE_IRQS_OFF
351         popq    %rax
352         UNWIND_HINT_REGS extra=0
353         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
354
355 1:
356         jmp     *%rax                           /* Called from C */
357 END(stub_ptregs_64)
358
359 .macro ptregs_stub func
360 ENTRY(ptregs_\func)
361         UNWIND_HINT_FUNC
362         leaq    \func(%rip), %rax
363         jmp     stub_ptregs_64
364 END(ptregs_\func)
365 .endm
366
367 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
368 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
369 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
370 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
371 #include <asm/syscalls_64.h>
372
373 /*
374  * %rdi: prev task
375  * %rsi: next task
376  */
377 ENTRY(__switch_to_asm)
378         UNWIND_HINT_FUNC
379         /*
380          * Save callee-saved registers
381          * This must match the order in inactive_task_frame
382          */
383         pushq   %rbp
384         pushq   %rbx
385         pushq   %r12
386         pushq   %r13
387         pushq   %r14
388         pushq   %r15
389
390         /* switch stack */
391         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
392         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
393
394 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
395         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
396         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
397 #endif
398
399         /* restore callee-saved registers */
400         popq    %r15
401         popq    %r14
402         popq    %r13
403         popq    %r12
404         popq    %rbx
405         popq    %rbp
406
407         jmp     __switch_to
408 END(__switch_to_asm)
409
410 /*
411  * A newly forked process directly context switches into this address.
412  *
413  * rax: prev task we switched from
414  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
415  * r12: kernel thread arg
416  */
417 ENTRY(ret_from_fork)
418         UNWIND_HINT_EMPTY
419         movq    %rax, %rdi
420         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
421
422         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
423         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
424
425 2:
426         UNWIND_HINT_REGS
427         movq    %rsp, %rdi
428         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
429         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
430         SWAPGS
431         jmp     restore_regs_and_iret
432
433 1:
434         /* kernel thread */
435         movq    %r12, %rdi
436         call    *%rbx
437         /*
438          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
439          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
440          * syscall.
441          */
442         movq    $0, RAX(%rsp)
443         jmp     2b
444 END(ret_from_fork)
445
446 /*
447  * Build the entry stubs with some assembler magic.
448  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
449  */
450         .align 8
451 ENTRY(irq_entries_start)
452     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
453     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
454         UNWIND_HINT_IRET_REGS
455         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
456         jmp     common_interrupt
457         .align  8
458         vector=vector+1
459     .endr
460 END(irq_entries_start)
461
462 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
463 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
464         pushfq
465         testl $X86_EFLAGS_IF, (%rsp)
466         jz .Lokay_\@
467         ud2
468 .Lokay_\@:
469         addq $8, %rsp
470 #endif
471 .endm
472
473 /*
474  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
475  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
476  * Requires kernel GSBASE.
477  *
478  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
479  */
480 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
481         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
482         movq    %rsp, \old_rsp
483
484         .if \regs
485         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
486         .endif
487
488         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
489         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
490
491         /*
492          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
493          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
494          *
495          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
496          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
497          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
498          * handler.
499          *
500          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
501          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
502          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
503          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
504          */
505
506         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
507         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
508
509 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
510         /*
511          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
512          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
513          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
514          * of bug quickly.
515          */
516         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
517         je      .Lirq_stack_okay\@
518         ud2
519         .Lirq_stack_okay\@:
520 #endif
521
522 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
523         pushq   \old_rsp
524
525         .if \regs
526         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
527         .endif
528 .endm
529
530 /*
531  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
532  */
533 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
534         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
535         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
536         popq    %rsp
537
538         .if \regs
539         UNWIND_HINT_REGS
540         .endif
541
542         /*
543          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
544          * the irq stack but we're not on it.
545          */
546
547         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
548 .endm
549
550 /*
551  * Interrupt entry/exit.
552  *
553  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
554  *
555  * Entry runs with interrupts off.
556  */
557
558 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
559         .macro interrupt func
560         cld
561         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
562         SAVE_C_REGS
563         SAVE_EXTRA_REGS
564         ENCODE_FRAME_POINTER
565
566         testb   $3, CS(%rsp)
567         jz      1f
568
569         /*
570          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
571          * tracking that we're in kernel mode.
572          */
573         SWAPGS
574
575         /*
576          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
577          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
578          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
579          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
580          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
581          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
582          */
583         TRACE_IRQS_OFF
584
585         CALL_enter_from_user_mode
586
587 1:
588         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
589         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
590         TRACE_IRQS_OFF
591
592         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
593         .endm
594
595         /*
596          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
597          * then jump to common_interrupt.
598          */
599         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
600 common_interrupt:
601         ASM_CLAC
602         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
603         interrupt do_IRQ
604         /* 0(%rsp): old RSP */
605 ret_from_intr:
606         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
607         TRACE_IRQS_OFF
608
609         LEAVE_IRQ_STACK
610
611         testb   $3, CS(%rsp)
612         jz      retint_kernel
613
614         /* Interrupt came from user space */
615 GLOBAL(retint_user)
616         mov     %rsp,%rdi
617         call    prepare_exit_to_usermode
618         TRACE_IRQS_IRETQ
619         SWAPGS
620         jmp     restore_regs_and_iret
621
622 /* Returning to kernel space */
623 retint_kernel:
624 #ifdef CONFIG_PREEMPT
625         /* Interrupts are off */
626         /* Check if we need preemption */
627         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
628         jnc     1f
629 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
630         jnz     1f
631         call    preempt_schedule_irq
632         jmp     0b
633 1:
634 #endif
635         /*
636          * The iretq could re-enable interrupts:
637          */
638         TRACE_IRQS_IRETQ
639
640 /*
641  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
642  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
643  */
644 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
645         RESTORE_EXTRA_REGS
646 restore_c_regs_and_iret:
647         RESTORE_C_REGS
648         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
649         INTERRUPT_RETURN
650
651 ENTRY(native_iret)
652         UNWIND_HINT_IRET_REGS
653         /*
654          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
655          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
656          */
657 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
658         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
659         jnz     native_irq_return_ldt
660 #endif
661
662 .global native_irq_return_iret
663 native_irq_return_iret:
664         /*
665          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
666          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
667          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
668          * Other faults here are fatal.
669          */
670         iretq
671
672 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
673 native_irq_return_ldt:
674         /*
675          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
676          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
677          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
678          * of the ESPFIX stack.
679          *
680          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
681          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
682          *
683          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
684          *
685          * --- top of ESPFIX stack ---
686          * SS
687          * RSP
688          * RFLAGS
689          * CS
690          * RIP  <-- RSP points here when we're done
691          * RAX  <-- espfix_waddr points here
692          * --- bottom of ESPFIX stack ---
693          */
694
695         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
696         SWAPGS
697         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
698         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
699         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
700         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
701         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
702         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
703         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
704         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
705         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
706         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
707         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
708         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
709         /* Now RAX == RSP. */
710
711         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
712         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
713
714         /*
715          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
716          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
717          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
718          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
719          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
720          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
721          */
722         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
723         SWAPGS
724         movq    %rax, %rsp
725         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
726
727         /*
728          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
729          * still read.
730          */
731         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
732
733         /*
734          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
735          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
736          * values.  We can now IRET back to userspace.
737          */
738         jmp     native_irq_return_iret
739 #endif
740 END(common_interrupt)
741
742 /*
743  * APIC interrupts.
744  */
745 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
746 ENTRY(\sym)
747         UNWIND_HINT_IRET_REGS
748         ASM_CLAC
749         pushq   $~(\num)
750 .Lcommon_\sym:
751         interrupt \do_sym
752         jmp     ret_from_intr
753 END(\sym)
754 .endm
755
756 #ifdef CONFIG_TRACING
757 #define trace(sym) trace_##sym
758 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
759
760 .macro trace_apicinterrupt num sym
761 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
762 .endm
763 #else
764 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
765 .endm
766 #endif
767
768 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
769 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
770 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
771 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
772 #else
773 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
774 # define POP_SECTION_IRQENTRY
775 #endif
776
777 .macro apicinterrupt num sym do_sym
778 PUSH_SECTION_IRQENTRY
779 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
780 trace_apicinterrupt \num \sym
781 POP_SECTION_IRQENTRY
782 .endm
783
784 #ifdef CONFIG_SMP
785 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
786 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
787 #endif
788
789 #ifdef CONFIG_X86_UV
790 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
791 #endif
792
793 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
794 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
795
796 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
797 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
798 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
799 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
800 #endif
801
802 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
803 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
804 #endif
805
806 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
807 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
808 #endif
809
810 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
811 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
812 #endif
813
814 #ifdef CONFIG_SMP
815 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
816 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
817 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
818 #endif
819
820 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
821 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
822
823 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
824 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
825 #endif
826
827 /*
828  * Exception entry points.
829  */
830 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
831
832 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
833 ENTRY(\sym)
834         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
835
836         /* Sanity check */
837         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
838         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
839         .endif
840
841         ASM_CLAC
842         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
843
844         .ifeq \has_error_code
845         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
846         .endif
847
848         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
849
850         .if \paranoid
851         .if \paranoid == 1
852         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
853         jnz     1f
854         .endif
855         call    paranoid_entry
856         .else
857         call    error_entry
858         .endif
859         UNWIND_HINT_REGS
860         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
861
862         .if \paranoid
863         .if \shift_ist != -1
864         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
865         .else
866         TRACE_IRQS_OFF
867         .endif
868         .endif
869
870         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
871
872         .if \has_error_code
873         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
874         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
875         .else
876         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
877         .endif
878
879         .if \shift_ist != -1
880         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
881         .endif
882
883         call    \do_sym
884
885         .if \shift_ist != -1
886         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
887         .endif
888
889         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
890         .if \paranoid
891         jmp     paranoid_exit
892         .else
893         jmp     error_exit
894         .endif
895
896         .if \paranoid == 1
897         /*
898          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
899          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
900          * run in real process context if user_mode(regs).
901          */
902 1:
903         call    error_entry
904
905
906         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
907         call    sync_regs
908         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
909
910         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
911
912         .if \has_error_code
913         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
914         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
915         .else
916         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
917         .endif
918
919         call    \do_sym
920
921         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
922         .endif
923 END(\sym)
924 .endm
925
926 #ifdef CONFIG_TRACING
927 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
928 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
929 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
930 .endm
931 #else
932 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
933 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
934 .endm
935 #endif
936
937 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
938 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
939 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
940 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
941 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
942 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
943 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
944 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
945 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
946 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
947 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
948 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
949 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
950
951
952         /*
953          * Reload gs selector with exception handling
954          * edi:  new selector
955          */
956 ENTRY(native_load_gs_index)
957         FRAME_BEGIN
958         pushfq
959         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
960         SWAPGS
961 .Lgs_change:
962         movl    %edi, %gs
963 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
964         SWAPGS
965         popfq
966         FRAME_END
967         ret
968 ENDPROC(native_load_gs_index)
969 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
970
971         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
972         .section .fixup, "ax"
973         /* running with kernelgs */
974 bad_gs:
975         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
976 .macro ZAP_GS
977         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
978         movl $__USER_DS, %eax
979         movl %eax, %gs
980 .endm
981         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
982         xorl    %eax, %eax
983         movl    %eax, %gs
984         jmp     2b
985         .previous
986
987 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
988 ENTRY(do_softirq_own_stack)
989         pushq   %rbp
990         mov     %rsp, %rbp
991         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
992         call    __do_softirq
993         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
994         leaveq
995         ret
996 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
997
998 #ifdef CONFIG_XEN
999 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1000
1001 /*
1002  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1003  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1004  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1005  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1006  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1007  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1008  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1009  * like to avoid the possibility.
1010  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1011  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1012  * activation and restart the handler using the previous one.
1013  */
1014 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1015
1016 /*
1017  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1018  * see the correct pointer to the pt_regs
1019  */
1020         UNWIND_HINT_FUNC
1021         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1022         UNWIND_HINT_REGS
1023
1024         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1025         call    xen_evtchn_do_upcall
1026         LEAVE_IRQ_STACK
1027
1028 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1029         call    xen_maybe_preempt_hcall
1030 #endif
1031         jmp     error_exit
1032 END(xen_do_hypervisor_callback)
1033
1034 /*
1035  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1036  * We get here for two reasons:
1037  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1038  *  2. Fault while executing IRET
1039  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1040  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1041  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1042  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1043  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1044  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1045  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1046  */
1047 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1048         UNWIND_HINT_EMPTY
1049         movl    %ds, %ecx
1050         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1051         jne     1f
1052         movl    %es, %ecx
1053         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1054         jne     1f
1055         movl    %fs, %ecx
1056         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1057         jne     1f
1058         movl    %gs, %ecx
1059         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1060         jne     1f
1061         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1062         movq    (%rsp), %rcx
1063         movq    8(%rsp), %r11
1064         addq    $0x30, %rsp
1065         pushq   $0                              /* RIP */
1066         pushq   %r11
1067         pushq   %rcx
1068         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1069         jmp     general_protection
1070 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1071         movq    (%rsp), %rcx
1072         movq    8(%rsp), %r11
1073         addq    $0x30, %rsp
1074         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1075         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1076         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1077         SAVE_C_REGS
1078         SAVE_EXTRA_REGS
1079         ENCODE_FRAME_POINTER
1080         jmp     error_exit
1081 END(xen_failsafe_callback)
1082
1083 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1084         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1085
1086 #endif /* CONFIG_XEN */
1087
1088 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1089 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1090         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1091 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1092
1093 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1094 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1095 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1096
1097 #ifdef CONFIG_XEN
1098 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
1099 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
1100 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
1101 #endif
1102
1103 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1104 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
1105
1106 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1107 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1108 #endif
1109
1110 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1111 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1112 #endif
1113
1114 /*
1115  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1116  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1117  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1118  */
1119 ENTRY(paranoid_entry)
1120         UNWIND_HINT_FUNC
1121         cld
1122         SAVE_C_REGS 8
1123         SAVE_EXTRA_REGS 8
1124         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1125         movl    $1, %ebx
1126         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1127         rdmsr
1128         testl   %edx, %edx
1129         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1130         SWAPGS
1131         xorl    %ebx, %ebx
1132 1:      ret
1133 END(paranoid_entry)
1134
1135 /*
1136  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1137  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1138  * from kernel space.
1139  *
1140  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1141  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1142  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1143  * to try to handle preemption here.
1144  *
1145  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1146  */
1147 ENTRY(paranoid_exit)
1148         UNWIND_HINT_REGS
1149         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1150         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1151         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1152         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1153         TRACE_IRQS_IRETQ
1154         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1155         jmp     paranoid_exit_restore
1156 paranoid_exit_no_swapgs:
1157         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1158 paranoid_exit_restore:
1159         RESTORE_EXTRA_REGS
1160         RESTORE_C_REGS
1161         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1162         INTERRUPT_RETURN
1163 END(paranoid_exit)
1164
1165 /*
1166  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1167  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1168  */
1169 ENTRY(error_entry)
1170         UNWIND_HINT_FUNC
1171         cld
1172         SAVE_C_REGS 8
1173         SAVE_EXTRA_REGS 8
1174         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1175         xorl    %ebx, %ebx
1176         testb   $3, CS+8(%rsp)
1177         jz      .Lerror_kernelspace
1178
1179         /*
1180          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1181          * from user mode due to an IRET fault.
1182          */
1183         SWAPGS
1184
1185 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1186         /*
1187          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1188          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1189          * (which can take locks).
1190          */
1191         TRACE_IRQS_OFF
1192         CALL_enter_from_user_mode
1193         ret
1194
1195 .Lerror_entry_done:
1196         TRACE_IRQS_OFF
1197         ret
1198
1199         /*
1200          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1201          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1202          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1203          * for these here too.
1204          */
1205 .Lerror_kernelspace:
1206         incl    %ebx
1207         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1208         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1209         je      .Lerror_bad_iret
1210         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1211         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1212         je      .Lbstep_iret
1213         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1214         jne     .Lerror_entry_done
1215
1216         /*
1217          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1218          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1219          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1220          */
1221         SWAPGS
1222         jmp .Lerror_entry_done
1223
1224 .Lbstep_iret:
1225         /* Fix truncated RIP */
1226         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1227         /* fall through */
1228
1229 .Lerror_bad_iret:
1230         /*
1231          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1232          * Switch to kernel gsbase:
1233          */
1234         SWAPGS
1235
1236         /*
1237          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1238          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1239          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1240          */
1241         mov     %rsp, %rdi
1242         call    fixup_bad_iret
1243         mov     %rax, %rsp
1244         decl    %ebx
1245         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1246 END(error_entry)
1247
1248
1249 /*
1250  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1251  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1252  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1253  */
1254 ENTRY(error_exit)
1255         UNWIND_HINT_REGS
1256         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1257         TRACE_IRQS_OFF
1258         testl   %ebx, %ebx
1259         jnz     retint_kernel
1260         jmp     retint_user
1261 END(error_exit)
1262
1263 /* Runs on exception stack */
1264 ENTRY(nmi)
1265         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1266         /*
1267          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1268          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1269          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1270          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1271          * slots past it.
1272          *
1273          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1274          * the "NMI executing" variable.
1275          */
1276         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1277
1278         /*
1279          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1280          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1281          * This means that we can have nested NMIs where the next
1282          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1283          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1284          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1285          * anyway.
1286          *
1287          * To handle this case we do the following:
1288          *  Check the a special location on the stack that contains
1289          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1290          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1291          *  is an NMI stack.
1292          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1293          *  stack then:
1294          *    o Set the special variable on the stack
1295          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1296          *      stack
1297          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1298          *    o Continue processing the NMI
1299          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1300          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1301          *    o return back to the first NMI
1302          *
1303          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1304          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1305          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1306          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1307          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1308          * NMI.
1309          *
1310          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1311          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1312          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1313          * other IST entries.
1314          */
1315
1316         ASM_CLAC
1317
1318         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1319         pushq   %rdx
1320
1321         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1322         jz      .Lnmi_from_kernel
1323
1324         /*
1325          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1326          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1327          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1328          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1329          * are off.
1330          *
1331          * We also must not push anything to the stack before switching
1332          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1333          */
1334
1335         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1336         cld
1337         movq    %rsp, %rdx
1338         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1339         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1340         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1341         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1342         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1343         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1344         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1345         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1346         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1347         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1348         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1349         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1350         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1351         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1352         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1353         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1354         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1355         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1356         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1357         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1358         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1359         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1360         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1361         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1362         UNWIND_HINT_REGS
1363         ENCODE_FRAME_POINTER
1364
1365         /*
1366          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1367          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1368          * done with the NMI stack.
1369          */
1370
1371         movq    %rsp, %rdi
1372         movq    $-1, %rsi
1373         call    do_nmi
1374
1375         /*
1376          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1377          * work, because we don't want to enable interrupts.
1378          */
1379         SWAPGS
1380         jmp     restore_regs_and_iret
1381
1382 .Lnmi_from_kernel:
1383         /*
1384          * Here's what our stack frame will look like:
1385          * +---------------------------------------------------------+
1386          * | original SS                                             |
1387          * | original Return RSP                                     |
1388          * | original RFLAGS                                         |
1389          * | original CS                                             |
1390          * | original RIP                                            |
1391          * +---------------------------------------------------------+
1392          * | temp storage for rdx                                    |
1393          * +---------------------------------------------------------+
1394          * | "NMI executing" variable                                |
1395          * +---------------------------------------------------------+
1396          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1397          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1398          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1399          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1400          * | iret RIP         }                                      |
1401          * +---------------------------------------------------------+
1402          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1403          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1404          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1405          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1406          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1407          * +---------------------------------------------------------+
1408          * | pt_regs                                                 |
1409          * +---------------------------------------------------------+
1410          *
1411          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1412          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1413          * space for the asm code here.
1414          *
1415          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1416          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1417          * processing.
1418          *
1419          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1420          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1421          * frame pointing to the final return target.
1422          */
1423
1424         /*
1425          * Determine whether we're a nested NMI.
1426          *
1427          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1428          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1429          * modify the "iret" frame because it's being written by
1430          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1431          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1432          * resume the outer NMI.
1433          */
1434
1435         movq    $repeat_nmi, %rdx
1436         cmpq    8(%rsp), %rdx
1437         ja      1f
1438         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1439         cmpq    8(%rsp), %rdx
1440         ja      nested_nmi_out
1441 1:
1442
1443         /*
1444          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1445          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1446          * before IRET.
1447          */
1448         cmpl    $1, -8(%rsp)
1449         je      nested_nmi
1450
1451         /*
1452          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1453          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1454          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1455          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1456          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1457          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1458          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1459          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1460          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1461          * "NMI executing".
1462          */
1463         lea     6*8(%rsp), %rdx
1464         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1465         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1466         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1467         ja      first_nmi
1468
1469         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1470         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1471         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1472         jb      first_nmi
1473
1474         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1475
1476         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1477         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1478
1479         /* This is a nested NMI. */
1480
1481 nested_nmi:
1482         /*
1483          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1484          * iteration of NMI handling.
1485          */
1486         subq    $8, %rsp
1487         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1488         pushq   $__KERNEL_DS
1489         pushq   %rdx
1490         pushfq
1491         pushq   $__KERNEL_CS
1492         pushq   $repeat_nmi
1493
1494         /* Put stack back */
1495         addq    $(6*8), %rsp
1496
1497 nested_nmi_out:
1498         popq    %rdx
1499
1500         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1501         INTERRUPT_RETURN
1502
1503 first_nmi:
1504         /* Restore rdx. */
1505         movq    (%rsp), %rdx
1506
1507         /* Make room for "NMI executing". */
1508         pushq   $0
1509
1510         /* Leave room for the "iret" frame */
1511         subq    $(5*8), %rsp
1512
1513         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1514         .rept 5
1515         pushq   11*8(%rsp)
1516         .endr
1517         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1518
1519         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1520
1521 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1522         /*
1523          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1524          * default because IRET is very expensive.
1525          */
1526         pushq   $0              /* SS */
1527         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1528         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1529         pushfq                  /* RFLAGS */
1530         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1531         pushq   $1f             /* RIP */
1532         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1533         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1534 1:
1535 #endif
1536
1537 repeat_nmi:
1538         /*
1539          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1540          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1541          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1542          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1543          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1544          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1545          * NMI will update.
1546          *
1547          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1548          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1549          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1550          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1551          * is zero.
1552          */
1553         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1554
1555         /*
1556          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1557          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1558          * it or it will end up containing garbage.
1559          */
1560         addq    $(10*8), %rsp
1561         .rept 5
1562         pushq   -6*8(%rsp)
1563         .endr
1564         subq    $(5*8), %rsp
1565 end_repeat_nmi:
1566
1567         /*
1568          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1569          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1570          * frame to point back to repeat_nmi.
1571          */
1572         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1573         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1574
1575         /*
1576          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1577          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1578          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1579          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1580          * exceptions might do.
1581          */
1582         call    paranoid_entry
1583         UNWIND_HINT_REGS
1584
1585         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1586         movq    %rsp, %rdi
1587         movq    $-1, %rsi
1588         call    do_nmi
1589
1590         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1591         jnz     nmi_restore
1592 nmi_swapgs:
1593         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1594 nmi_restore:
1595         RESTORE_EXTRA_REGS
1596         RESTORE_C_REGS
1597
1598         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1599         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1600
1601         /*
1602          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1603          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1604          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1605          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1606          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1607          * hypercall page.
1608          */
1609         std
1610         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1611
1612         /*
1613          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1614          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1615          * mode, so this cannot result in a fault.
1616          */
1617         INTERRUPT_RETURN
1618 END(nmi)
1619
1620 ENTRY(ignore_sysret)
1621         UNWIND_HINT_EMPTY
1622         mov     $-ENOSYS, %eax
1623         sysret
1624 END(ignore_sysret)
1625
1626 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1627         UNWIND_HINT_FUNC
1628         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1629         xorl    %ebp, %ebp
1630
1631         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1632         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1633         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1634
1635         call    do_exit
1636 END(rewind_stack_do_exit)