arch/x86/entry/entry_32.S

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1991,1992  Linus Torvalds
   4  *
   5  * entry_32.S contains the system-call and low-level fault and trap handling routines.
   6  *
   7  * Stack layout while running C code:
   8  *      ptrace needs to have all registers on the stack.
   9  *      If the order here is changed, it needs to be
  10  *      updated in fork.c:copy_process(), signal.c:do_signal(),
  11  *      ptrace.c and ptrace.h
  12  *
  13  *       0(%esp) - %ebx
  14  *       4(%esp) - %ecx
  15  *       8(%esp) - %edx
  16  *       C(%esp) - %esi
  17  *      10(%esp) - %edi
  18  *      14(%esp) - %ebp
  19  *      18(%esp) - %eax
  20  *      1C(%esp) - %ds
  21  *      20(%esp) - %es
  22  *      24(%esp) - %fs
  23  *      28(%esp) - %gs          saved iff !CONFIG_X86_32_LAZY_GS
  24  *      2C(%esp) - orig_eax
  25  *      30(%esp) - %eip
  26  *      34(%esp) - %cs
  27  *      38(%esp) - %eflags
  28  *      3C(%esp) - %oldesp
  29  *      40(%esp) - %oldss
  30  */
  31
  32 #include <linux/linkage.h>
  33 #include <linux/err.h>
  34 #include <asm/thread_info.h>
  35 #include <asm/irqflags.h>
  36 #include <asm/errno.h>
  37 #include <asm/segment.h>
  38 #include <asm/smp.h>
  39 #include <asm/percpu.h>
  40 #include <asm/processor-flags.h>
  41 #include <asm/irq_vectors.h>
  42 #include <asm/cpufeatures.h>
  43 #include <asm/alternative-asm.h>
  44 #include <asm/asm.h>
  45 #include <asm/smap.h>
  46 #include <asm/frame.h>
  47 #include <asm/nospec-branch.h>
  48
  49         .section .entry.text, "ax"
  50
  51 /*
  52  * We use macros for low-level operations which need to be overridden
  53  * for paravirtualization.  The following will never clobber any registers:
  54  *   INTERRUPT_RETURN (aka. "iret")
  55  *   GET_CR0_INTO_EAX (aka. "movl %cr0, %eax")
  56  *   ENABLE_INTERRUPTS_SYSEXIT (aka "sti; sysexit").
  57  *
  58  * For DISABLE_INTERRUPTS/ENABLE_INTERRUPTS (aka "cli"/"sti"), you must
  59  * specify what registers can be overwritten (CLBR_NONE, CLBR_EAX/EDX/ECX/ANY).
  60  * Allowing a register to be clobbered can shrink the paravirt replacement
  61  * enough to patch inline, increasing performance.
  62  */
  63
  64 #ifdef CONFIG_PREEMPT
  65 # define preempt_stop(clobbers) DISABLE_INTERRUPTS(clobbers); TRACE_IRQS_OFF
  66 #else
  67 # define preempt_stop(clobbers)
  68 # define resume_kernel          restore_all
  69 #endif
  70
  71 .macro TRACE_IRQS_IRET
  72 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
  73         testl   $X86_EFLAGS_IF, PT_EFLAGS(%esp)     # interrupts off?
  74         jz      1f
  75         TRACE_IRQS_ON
  76 1:
  77 #endif
  78 .endm
  79
  80 /*
  81  * User gs save/restore
  82  *
  83  * %gs is used for userland TLS and kernel only uses it for stack
  84  * canary which is required to be at %gs:20 by gcc.  Read the comment
  85  * at the top of stackprotector.h for more info.
  86  *
  87  * Local labels 98 and 99 are used.
  88  */
  89 #ifdef CONFIG_X86_32_LAZY_GS
  90
  91  /* unfortunately push/pop can't be no-op */
  92 .macro PUSH_GS
  93         pushl   $0
  94 .endm
  95 .macro POP_GS pop=0
  96         addl    $(4 + \pop), %esp
  97 .endm
  98 .macro POP_GS_EX
  99 .endm
 100
 101  /* all the rest are no-op */
 102 .macro PTGS_TO_GS
 103 .endm
 104 .macro PTGS_TO_GS_EX
 105 .endm
 106 .macro GS_TO_REG reg
 107 .endm
 108 .macro REG_TO_PTGS reg
 109 .endm
 110 .macro SET_KERNEL_GS reg
 111 .endm
 112
 113 #else   /* CONFIG_X86_32_LAZY_GS */
 114
 115 .macro PUSH_GS
 116         pushl   %gs
 117 .endm
 118
 119 .macro POP_GS pop=0
 120 98:     popl    %gs
 121   .if \pop <> 0
 122         add     $\pop, %esp
 123   .endif
 124 .endm
 125 .macro POP_GS_EX
 126 .pushsection .fixup, "ax"
 127 99:     movl    $0, (%esp)
 128         jmp     98b
 129 .popsection
 130         _ASM_EXTABLE(98b, 99b)
 131 .endm
 132
 133 .macro PTGS_TO_GS
 134 98:     mov     PT_GS(%esp), %gs
 135 .endm
 136 .macro PTGS_TO_GS_EX
 137 .pushsection .fixup, "ax"
 138 99:     movl    $0, PT_GS(%esp)
 139         jmp     98b
 140 .popsection
 141         _ASM_EXTABLE(98b, 99b)
 142 .endm
 143
 144 .macro GS_TO_REG reg
 145         movl    %gs, \reg
 146 .endm
 147 .macro REG_TO_PTGS reg
 148         movl    \reg, PT_GS(%esp)
 149 .endm
 150 .macro SET_KERNEL_GS reg
 151         movl    $(__KERNEL_STACK_CANARY), \reg
 152         movl    \reg, %gs
 153 .endm
 154
 155 #endif /* CONFIG_X86_32_LAZY_GS */
 156
 157 .macro SAVE_ALL pt_regs_ax=%eax
 158         cld
 159         PUSH_GS
 160         pushl   %fs
 161         pushl   %es
 162         pushl   %ds
 163         pushl   \pt_regs_ax
 164         pushl   %ebp
 165         pushl   %edi
 166         pushl   %esi
 167         pushl   %edx
 168         pushl   %ecx
 169         pushl   %ebx
 170         movl    $(__USER_DS), %edx
 171         movl    %edx, %ds
 172         movl    %edx, %es
 173         movl    $(__KERNEL_PERCPU), %edx
 174         movl    %edx, %fs
 175         SET_KERNEL_GS %edx
 176 .endm
 177
 178 /*
 179  * This is a sneaky trick to help the unwinder find pt_regs on the stack.  The
 180  * frame pointer is replaced with an encoded pointer to pt_regs.  The encoding
 181  * is just clearing the MSB, which makes it an invalid stack address and is also
 182  * a signal to the unwinder that it's a pt_regs pointer in disguise.
 183  *
 184  * NOTE: This macro must be used *after* SAVE_ALL because it corrupts the
 185  * original rbp.
 186  */
 187 .macro ENCODE_FRAME_POINTER
 188 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 189         mov %esp, %ebp
 190         andl $0x7fffffff, %ebp
 191 #endif
 192 .endm
 193
 194 .macro RESTORE_INT_REGS
 195         popl    %ebx
 196         popl    %ecx
 197         popl    %edx
 198         popl    %esi
 199         popl    %edi
 200         popl    %ebp
 201         popl    %eax
 202 .endm
 203
 204 .macro RESTORE_REGS pop=0
 205         RESTORE_INT_REGS
 206 1:      popl    %ds
 207 2:      popl    %es
 208 3:      popl    %fs
 209         POP_GS \pop
 210 .pushsection .fixup, "ax"
 211 4:      movl    $0, (%esp)
 212         jmp     1b
 213 5:      movl    $0, (%esp)
 214         jmp     2b
 215 6:      movl    $0, (%esp)
 216         jmp     3b
 217 .popsection
 218         _ASM_EXTABLE(1b, 4b)
 219         _ASM_EXTABLE(2b, 5b)
 220         _ASM_EXTABLE(3b, 6b)
 221         POP_GS_EX
 222 .endm
 223
 224 /*
 225  * %eax: prev task
 226  * %edx: next task
 227  */
 228 ENTRY(__switch_to_asm)
 229         /*
 230          * Save callee-saved registers
 231          * This must match the order in struct inactive_task_frame
 232          */
 233         pushl   %ebp
 234         pushl   %ebx
 235         pushl   %edi
 236         pushl   %esi
 237         pushfl
 238
 239         /* switch stack */
 240         movl    %esp, TASK_threadsp(%eax)
 241         movl    TASK_threadsp(%edx), %esp
 242
 243 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
 244         movl    TASK_stack_canary(%edx), %ebx
 245         movl    %ebx, PER_CPU_VAR(stack_canary)+stack_canary_offset
 246 #endif
 247
 248 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
 249         /*
 250          * When switching from a shallower to a deeper call stack
 251          * the RSB may either underflow or use entries populated
 252          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
 253          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
 254          * speculative execution to prevent attack.
 255          */
 256         FILL_RETURN_BUFFER %ebx, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
 257 #endif
 258
 259         /* restore callee-saved registers */
 260         popfl
 261         popl    %esi
 262         popl    %edi
 263         popl    %ebx
 264         popl    %ebp
 265
 266         jmp     __switch_to
 267 END(__switch_to_asm)
 268
 269 /*
 270  * The unwinder expects the last frame on the stack to always be at the same
 271  * offset from the end of the page, which allows it to validate the stack.
 272  * Calling schedule_tail() directly would break that convention because its an
 273  * asmlinkage function so its argument has to be pushed on the stack.  This
 274  * wrapper creates a proper "end of stack" frame header before the call.
 275  */
 276 ENTRY(schedule_tail_wrapper)
 277         FRAME_BEGIN
 278
 279         pushl   %eax
 280         call    schedule_tail
 281         popl    %eax
 282
 283         FRAME_END
 284         ret
 285 ENDPROC(schedule_tail_wrapper)
 286 /*
 287  * A newly forked process directly context switches into this address.
 288  *
 289  * eax: prev task we switched from
 290  * ebx: kernel thread func (NULL for user thread)
 291  * edi: kernel thread arg
 292  */
 293 ENTRY(ret_from_fork)
 294         call    schedule_tail_wrapper
 295
 296         testl   %ebx, %ebx
 297         jnz     1f              /* kernel threads are uncommon */
 298
 299 2:
 300         /* When we fork, we trace the syscall return in the child, too. */
 301         movl    %esp, %eax
 302         call    syscall_return_slowpath
 303         jmp     restore_all
 304
 305         /* kernel thread */
 306 1:      movl    %edi, %eax
 307         CALL_NOSPEC %ebx
 308         /*
 309          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
 310          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
 311          * syscall.
 312          */
 313         movl    $0, PT_EAX(%esp)
 314         jmp     2b
 315 END(ret_from_fork)
 316
 317 /*
 318  * Return to user mode is not as complex as all this looks,
 319  * but we want the default path for a system call return to
 320  * go as quickly as possible which is why some of this is
 321  * less clear than it otherwise should be.
 322  */
 323
 324         # userspace resumption stub bypassing syscall exit tracing
 325         ALIGN
 326 ret_from_exception:
 327         preempt_stop(CLBR_ANY)
 328 ret_from_intr:
 329 #ifdef CONFIG_VM86
 330         movl    PT_EFLAGS(%esp), %eax           # mix EFLAGS and CS
 331         movb    PT_CS(%esp), %al
 332         andl    $(X86_EFLAGS_VM | SEGMENT_RPL_MASK), %eax
 333 #else
 334         /*
 335          * We can be coming here from child spawned by kernel_thread().
 336          */
 337         movl    PT_CS(%esp), %eax
 338         andl    $SEGMENT_RPL_MASK, %eax
 339 #endif
 340         cmpl    $USER_RPL, %eax
 341         jb      resume_kernel                   # not returning to v8086 or userspace
 342
 343 ENTRY(resume_userspace)
 344         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
 345         TRACE_IRQS_OFF
 346         movl    %esp, %eax
 347         call    prepare_exit_to_usermode
 348         jmp     restore_all
 349 END(ret_from_exception)
 350
 351 #ifdef CONFIG_PREEMPT
 352 ENTRY(resume_kernel)
 353         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
 354 .Lneed_resched:
 355         cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
 356         jnz     restore_all
 357         testl   $X86_EFLAGS_IF, PT_EFLAGS(%esp) # interrupts off (exception path) ?
 358         jz      restore_all
 359         call    preempt_schedule_irq
 360         jmp     .Lneed_resched
 361 END(resume_kernel)
 362 #endif
 363
 364 GLOBAL(__begin_SYSENTER_singlestep_region)
 365 /*
 366  * All code from here through __end_SYSENTER_singlestep_region is subject
 367  * to being single-stepped if a user program sets TF and executes SYSENTER.
 368  * There is absolutely nothing that we can do to prevent this from happening
 369  * (thanks Intel!).  To keep our handling of this situation as simple as
 370  * possible, we handle TF just like AC and NT, except that our #DB handler
 371  * will ignore all of the single-step traps generated in this range.
 372  */
 373
 374 #ifdef CONFIG_XEN
 375 /*
 376  * Xen doesn't set %esp to be precisely what the normal SYSENTER
 377  * entry point expects, so fix it up before using the normal path.
 378  */
 379 ENTRY(xen_sysenter_target)
 380         addl    $5*4, %esp                      /* remove xen-provided frame */
 381         jmp     .Lsysenter_past_esp
 382 #endif
 383
 384 /*
 385  * 32-bit SYSENTER entry.
 386  *
 387  * 32-bit system calls through the vDSO's __kernel_vsyscall enter here
 388  * if X86_FEATURE_SEP is available.  This is the preferred system call
 389  * entry on 32-bit systems.
 390  *
 391  * The SYSENTER instruction, in principle, should *only* occur in the
 392  * vDSO.  In practice, a small number of Android devices were shipped
 393  * with a copy of Bionic that inlined a SYSENTER instruction.  This
 394  * never happened in any of Google's Bionic versions -- it only happened
 395  * in a narrow range of Intel-provided versions.
 396  *
 397  * SYSENTER loads SS, ESP, CS, and EIP from previously programmed MSRs.
 398  * IF and VM in RFLAGS are cleared (IOW: interrupts are off).
 399  * SYSENTER does not save anything on the stack,
 400  * and does not save old EIP (!!!), ESP, or EFLAGS.
 401  *
 402  * To avoid losing track of EFLAGS.VM (and thus potentially corrupting
 403  * user and/or vm86 state), we explicitly disable the SYSENTER
 404  * instruction in vm86 mode by reprogramming the MSRs.
 405  *
 406  * Arguments:
 407  * eax  system call number
 408  * ebx  arg1
 409  * ecx  arg2
 410  * edx  arg3
 411  * esi  arg4
 412  * edi  arg5
 413  * ebp  user stack
 414  * 0(%ebp) arg6
 415  */
 416 ENTRY(entry_SYSENTER_32)
 417         movl    TSS_sysenter_sp0(%esp), %esp
 418 .Lsysenter_past_esp:
 419         pushl   $__USER_DS              /* pt_regs->ss */
 420         pushl   %ebp                    /* pt_regs->sp (stashed in bp) */
 421         pushfl                          /* pt_regs->flags (except IF = 0) */
 422         orl     $X86_EFLAGS_IF, (%esp)  /* Fix IF */
 423         pushl   $__USER_CS              /* pt_regs->cs */
 424         pushl   $0                      /* pt_regs->ip = 0 (placeholder) */
 425         pushl   %eax                    /* pt_regs->orig_ax */
 426         SAVE_ALL pt_regs_ax=$-ENOSYS    /* save rest */
 427
 428         /*
 429          * SYSENTER doesn't filter flags, so we need to clear NT, AC
 430          * and TF ourselves.  To save a few cycles, we can check whether
 431          * either was set instead of doing an unconditional popfq.
 432          * This needs to happen before enabling interrupts so that
 433          * we don't get preempted with NT set.
 434          *
 435          * If TF is set, we will single-step all the way to here -- do_debug
 436          * will ignore all the traps.  (Yes, this is slow, but so is
 437          * single-stepping in general.  This allows us to avoid having
 438          * a more complicated code to handle the case where a user program
 439          * forces us to single-step through the SYSENTER entry code.)
 440          *
 441          * NB.: .Lsysenter_fix_flags is a label with the code under it moved
 442          * out-of-line as an optimization: NT is unlikely to be set in the
 443          * majority of the cases and instead of polluting the I$ unnecessarily,
 444          * we're keeping that code behind a branch which will predict as
 445          * not-taken and therefore its instructions won't be fetched.
 446          */
 447         testl   $X86_EFLAGS_NT|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_TF, PT_EFLAGS(%esp)
 448         jnz     .Lsysenter_fix_flags
 449 .Lsysenter_flags_fixed:
 450
 451         /*
 452          * User mode is traced as though IRQs are on, and SYSENTER
 453          * turned them off.
 454          */
 455         TRACE_IRQS_OFF
 456
 457         movl    %esp, %eax
 458         call    do_fast_syscall_32
 459         /* XEN PV guests always use IRET path */
 460         ALTERNATIVE "testl %eax, %eax; jz .Lsyscall_32_done", \
 461                     "jmp .Lsyscall_32_done", X86_FEATURE_XENPV
 462
 463 /* Opportunistic SYSEXIT */
 464         TRACE_IRQS_ON                   /* User mode traces as IRQs on. */
 465         movl    PT_EIP(%esp), %edx      /* pt_regs->ip */
 466         movl    PT_OLDESP(%esp), %ecx   /* pt_regs->sp */
 467 1:      mov     PT_FS(%esp), %fs
 468         PTGS_TO_GS
 469         popl    %ebx                    /* pt_regs->bx */
 470         addl    $2*4, %esp              /* skip pt_regs->cx and pt_regs->dx */
 471         popl    %esi                    /* pt_regs->si */
 472         popl    %edi                    /* pt_regs->di */
 473         popl    %ebp                    /* pt_regs->bp */
 474         popl    %eax                    /* pt_regs->ax */
 475
 476         /*
 477          * Restore all flags except IF. (We restore IF separately because
 478          * STI gives a one-instruction window in which we won't be interrupted,
 479          * whereas POPF does not.)
 480          */
 481         addl    $PT_EFLAGS-PT_DS, %esp  /* point esp at pt_regs->flags */
 482         btr     $X86_EFLAGS_IF_BIT, (%esp)
 483         popfl
 484
 485         /*
 486          * Return back to the vDSO, which will pop ecx and edx.
 487          * Don't bother with DS and ES (they already contain __USER_DS).
 488          */
 489         sti
 490         sysexit
 491
 492 .pushsection .fixup, "ax"
 493 2:      movl    $0, PT_FS(%esp)
 494         jmp     1b
 495 .popsection
 496         _ASM_EXTABLE(1b, 2b)
 497         PTGS_TO_GS_EX
 498
 499 .Lsysenter_fix_flags:
 500         pushl   $X86_EFLAGS_FIXED
 501         popfl
 502         jmp     .Lsysenter_flags_fixed
 503 GLOBAL(__end_SYSENTER_singlestep_region)
 504 ENDPROC(entry_SYSENTER_32)
 505
 506 /*
 507  * 32-bit legacy system call entry.
 508  *
 509  * 32-bit x86 Linux system calls traditionally used the INT $0x80
 510  * instruction.  INT $0x80 lands here.
 511  *
 512  * This entry point can be used by any 32-bit perform system calls.
 513  * Instances of INT $0x80 can be found inline in various programs and
 514  * libraries.  It is also used by the vDSO's __kernel_vsyscall
 515  * fallback for hardware that doesn't support a faster entry method.
 516  * Restarted 32-bit system calls also fall back to INT $0x80
 517  * regardless of what instruction was originally used to do the system
 518  * call.  (64-bit programs can use INT $0x80 as well, but they can
 519  * only run on 64-bit kernels and therefore land in
 520  * entry_INT80_compat.)
 521  *
 522  * This is considered a slow path.  It is not used by most libc
 523  * implementations on modern hardware except during process startup.
 524  *
 525  * Arguments:
 526  * eax  system call number
 527  * ebx  arg1
 528  * ecx  arg2
 529  * edx  arg3
 530  * esi  arg4
 531  * edi  arg5
 532  * ebp  arg6
 533  */
 534 ENTRY(entry_INT80_32)
 535         ASM_CLAC
 536         pushl   %eax                    /* pt_regs->orig_ax */
 537         SAVE_ALL pt_regs_ax=$-ENOSYS    /* save rest */
 538
 539         /*
 540          * User mode is traced as though IRQs are on, and the interrupt gate
 541          * turned them off.
 542          */
 543         TRACE_IRQS_OFF
 544
 545         movl    %esp, %eax
 546         call    do_int80_syscall_32
 547 .Lsyscall_32_done:
 548
 549 restore_all:
 550         TRACE_IRQS_IRET
 551 .Lrestore_all_notrace:
 552 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
 553         ALTERNATIVE     "jmp .Lrestore_nocheck", "", X86_BUG_ESPFIX
 554
 555         movl    PT_EFLAGS(%esp), %eax           # mix EFLAGS, SS and CS
 556         /*
 557          * Warning: PT_OLDSS(%esp) contains the wrong/random values if we
 558          * are returning to the kernel.
 559          * See comments in process.c:copy_thread() for details.
 560          */
 561         movb    PT_OLDSS(%esp), %ah
 562         movb    PT_CS(%esp), %al
 563         andl    $(X86_EFLAGS_VM | (SEGMENT_TI_MASK << 8) | SEGMENT_RPL_MASK), %eax
 564         cmpl    $((SEGMENT_LDT << 8) | USER_RPL), %eax
 565         je .Lldt_ss                             # returning to user-space with LDT SS
 566 #endif
 567 .Lrestore_nocheck:
 568         RESTORE_REGS 4                          # skip orig_eax/error_code
 569 .Lirq_return:
 570         INTERRUPT_RETURN
 571
 572 .section .fixup, "ax"
 573 ENTRY(iret_exc  )
 574         pushl   $0                              # no error code
 575         pushl   $do_iret_error
 576         jmp     common_exception
 577 .previous
 578         _ASM_EXTABLE(.Lirq_return, iret_exc)
 579
 580 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
 581 .Lldt_ss:
 582 /*
 583  * Setup and switch to ESPFIX stack
 584  *
 585  * We're returning to userspace with a 16 bit stack. The CPU will not
 586  * restore the high word of ESP for us on executing iret... This is an
 587  * "official" bug of all the x86-compatible CPUs, which we can work
 588  * around to make dosemu and wine happy. We do this by preloading the
 589  * high word of ESP with the high word of the userspace ESP while
 590  * compensating for the offset by changing to the ESPFIX segment with
 591  * a base address that matches for the difference.
 592  */
 593 #define GDT_ESPFIX_SS PER_CPU_VAR(gdt_page) + (GDT_ENTRY_ESPFIX_SS * 8)
 594         mov     %esp, %edx                      /* load kernel esp */
 595         mov     PT_OLDESP(%esp), %eax           /* load userspace esp */
 596         mov     %dx, %ax                        /* eax: new kernel esp */
 597         sub     %eax, %edx                      /* offset (low word is 0) */
 598         shr     $16, %edx
 599         mov     %dl, GDT_ESPFIX_SS + 4          /* bits 16..23 */
 600         mov     %dh, GDT_ESPFIX_SS + 7          /* bits 24..31 */
 601         pushl   $__ESPFIX_SS
 602         pushl   %eax                            /* new kernel esp */
 603         /*
 604          * Disable interrupts, but do not irqtrace this section: we
 605          * will soon execute iret and the tracer was already set to
 606          * the irqstate after the IRET:
 607          */
 608         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
 609         lss     (%esp), %esp                    /* switch to espfix segment */
 610         jmp     .Lrestore_nocheck
 611 #endif
 612 ENDPROC(entry_INT80_32)
 613
 614 .macro FIXUP_ESPFIX_STACK
 615 /*
 616  * Switch back for ESPFIX stack to the normal zerobased stack
 617  *
 618  * We can't call C functions using the ESPFIX stack. This code reads
 619  * the high word of the segment base from the GDT and swiches to the
 620  * normal stack and adjusts ESP with the matching offset.
 621  */
 622 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
 623         /* fixup the stack */
 624         mov     GDT_ESPFIX_SS + 4, %al /* bits 16..23 */
 625         mov     GDT_ESPFIX_SS + 7, %ah /* bits 24..31 */
 626         shl     $16, %eax
 627         addl    %esp, %eax                      /* the adjusted stack pointer */
 628         pushl   $__KERNEL_DS
 629         pushl   %eax
 630         lss     (%esp), %esp                    /* switch to the normal stack segment */
 631 #endif
 632 .endm
 633 .macro UNWIND_ESPFIX_STACK
 634 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
 635         movl    %ss, %eax
 636         /* see if on espfix stack */
 637         cmpw    $__ESPFIX_SS, %ax
 638         jne     27f
 639         movl    $__KERNEL_DS, %eax
 640         movl    %eax, %ds
 641         movl    %eax, %es
 642         /* switch to normal stack */
 643         FIXUP_ESPFIX_STACK
 644 27:
 645 #endif
 646 .endm
 647
 648 /*
 649  * Build the entry stubs with some assembler magic.
 650  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
 651  */
 652         .align 8
 653 ENTRY(irq_entries_start)
 654     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
 655     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
 656         pushl   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
 657     vector=vector+1
 658         jmp     common_interrupt
 659         .align  8
 660     .endr
 661 END(irq_entries_start)
 662
 663 /*
 664  * the CPU automatically disables interrupts when executing an IRQ vector,
 665  * so IRQ-flags tracing has to follow that:
 666  */
 667         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
 668 common_interrupt:
 669         ASM_CLAC
 670         addl    $-0x80, (%esp)                  /* Adjust vector into the [-256, -1] range */
 671         SAVE_ALL
 672         ENCODE_FRAME_POINTER
 673         TRACE_IRQS_OFF
 674         movl    %esp, %eax
 675         call    do_IRQ
 676         jmp     ret_from_intr
 677 ENDPROC(common_interrupt)
 678
 679 #define BUILD_INTERRUPT3(name, nr, fn)  \
 680 ENTRY(name)                             \
 681         ASM_CLAC;                       \
 682         pushl   $~(nr);                 \
 683         SAVE_ALL;                       \
 684         ENCODE_FRAME_POINTER;           \
 685         TRACE_IRQS_OFF                  \
 686         movl    %esp, %eax;             \
 687         call    fn;                     \
 688         jmp     ret_from_intr;          \
 689 ENDPROC(name)
 690
 691 #define BUILD_INTERRUPT(name, nr)               \
 692         BUILD_INTERRUPT3(name, nr, smp_##name); \
 693
 694 /* The include is where all of the SMP etc. interrupts come from */
 695 #include <asm/entry_arch.h>
 696
 697 ENTRY(coprocessor_error)
 698         ASM_CLAC
 699         pushl   $0
 700         pushl   $do_coprocessor_error
 701         jmp     common_exception
 702 END(coprocessor_error)
 703
 704 ENTRY(simd_coprocessor_error)
 705         ASM_CLAC
 706         pushl   $0
 707 #ifdef CONFIG_X86_INVD_BUG
 708         /* AMD 486 bug: invd from userspace calls exception 19 instead of #GP */
 709         ALTERNATIVE "pushl      $do_general_protection",        \
 710                     "pushl      $do_simd_coprocessor_error",    \
 711                     X86_FEATURE_XMM
 712 #else
 713         pushl   $do_simd_coprocessor_error
 714 #endif
 715         jmp     common_exception
 716 END(simd_coprocessor_error)
 717
 718 ENTRY(device_not_available)
 719         ASM_CLAC
 720         pushl   $-1                             # mark this as an int
 721         pushl   $do_device_not_available
 722         jmp     common_exception
 723 END(device_not_available)
 724
 725 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 726 ENTRY(native_iret)
 727         iret
 728         _ASM_EXTABLE(native_iret, iret_exc)
 729 END(native_iret)
 730 #endif
 731
 732 ENTRY(overflow)
 733         ASM_CLAC
 734         pushl   $0
 735         pushl   $do_overflow
 736         jmp     common_exception
 737 END(overflow)
 738
 739 ENTRY(bounds)
 740         ASM_CLAC
 741         pushl   $0
 742         pushl   $do_bounds
 743         jmp     common_exception
 744 END(bounds)
 745
 746 ENTRY(invalid_op)
 747         ASM_CLAC
 748         pushl   $0
 749         pushl   $do_invalid_op
 750         jmp     common_exception
 751 END(invalid_op)
 752
 753 ENTRY(coprocessor_segment_overrun)
 754         ASM_CLAC
 755         pushl   $0
 756         pushl   $do_coprocessor_segment_overrun
 757         jmp     common_exception
 758 END(coprocessor_segment_overrun)
 759
 760 ENTRY(invalid_TSS)
 761         ASM_CLAC
 762         pushl   $do_invalid_TSS
 763         jmp     common_exception
 764 END(invalid_TSS)
 765
 766 ENTRY(segment_not_present)
 767         ASM_CLAC
 768         pushl   $do_segment_not_present
 769         jmp     common_exception
 770 END(segment_not_present)
 771
 772 ENTRY(stack_segment)
 773         ASM_CLAC
 774         pushl   $do_stack_segment
 775         jmp     common_exception
 776 END(stack_segment)
 777
 778 ENTRY(alignment_check)
 779         ASM_CLAC
 780         pushl   $do_alignment_check
 781         jmp     common_exception
 782 END(alignment_check)
 783
 784 ENTRY(divide_error)
 785         ASM_CLAC
 786         pushl   $0                              # no error code
 787         pushl   $do_divide_error
 788         jmp     common_exception
 789 END(divide_error)
 790
 791 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 792 ENTRY(machine_check)
 793         ASM_CLAC
 794         pushl   $0
 795         pushl   machine_check_vector
 796         jmp     common_exception
 797 END(machine_check)
 798 #endif
 799
 800 ENTRY(spurious_interrupt_bug)
 801         ASM_CLAC
 802         pushl   $0
 803         pushl   $do_spurious_interrupt_bug
 804         jmp     common_exception
 805 END(spurious_interrupt_bug)
 806
 807 #ifdef CONFIG_XEN
 808 ENTRY(xen_hypervisor_callback)
 809         pushl   $-1                             /* orig_ax = -1 => not a system call */
 810         SAVE_ALL
 811         ENCODE_FRAME_POINTER
 812         TRACE_IRQS_OFF
 813
 814         /*
 815          * Check to see if we got the event in the critical
 816          * region in xen_iret_direct, after we've reenabled
 817          * events and checked for pending events.  This simulates
 818          * iret instruction's behaviour where it delivers a
 819          * pending interrupt when enabling interrupts:
 820          */
 821         movl    PT_EIP(%esp), %eax
 822         cmpl    $xen_iret_start_crit, %eax
 823         jb      1f
 824         cmpl    $xen_iret_end_crit, %eax
 825         jae     1f
 826
 827         jmp     xen_iret_crit_fixup
 828
 829 ENTRY(xen_do_upcall)
 830 1:      mov     %esp, %eax
 831         call    xen_evtchn_do_upcall
 832 #ifndef CONFIG_PREEMPT
 833         call    xen_maybe_preempt_hcall
 834 #endif
 835         jmp     ret_from_intr
 836 ENDPROC(xen_hypervisor_callback)
 837
 838 /*
 839  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
 840  * We get here for two reasons:
 841  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
 842  *  2. Fault while executing IRET
 843  * Category 1 we fix up by reattempting the load, and zeroing the segment
 844  * register if the load fails.
 845  * Category 2 we fix up by jumping to do_iret_error. We cannot use the
 846  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
 847  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
 848  * We distinguish between categories by maintaining a status value in EAX.
 849  */
 850 ENTRY(xen_failsafe_callback)
 851         pushl   %eax
 852         movl    $1, %eax
 853 1:      mov     4(%esp), %ds
 854 2:      mov     8(%esp), %es
 855 3:      mov     12(%esp), %fs
 856 4:      mov     16(%esp), %gs
 857         /* EAX == 0 => Category 1 (Bad segment)
 858            EAX != 0 => Category 2 (Bad IRET) */
 859         testl   %eax, %eax
 860         popl    %eax
 861         lea     16(%esp), %esp
 862         jz      5f
 863         jmp     iret_exc
 864 5:      pushl   $-1                             /* orig_ax = -1 => not a system call */
 865         SAVE_ALL
 866         ENCODE_FRAME_POINTER
 867         jmp     ret_from_exception
 868
 869 .section .fixup, "ax"
 870 6:      xorl    %eax, %eax
 871         movl    %eax, 4(%esp)
 872         jmp     1b
 873 7:      xorl    %eax, %eax
 874         movl    %eax, 8(%esp)
 875         jmp     2b
 876 8:      xorl    %eax, %eax
 877         movl    %eax, 12(%esp)
 878         jmp     3b
 879 9:      xorl    %eax, %eax
 880         movl    %eax, 16(%esp)
 881         jmp     4b
 882 .previous
 883         _ASM_EXTABLE(1b, 6b)
 884         _ASM_EXTABLE(2b, 7b)
 885         _ASM_EXTABLE(3b, 8b)
 886         _ASM_EXTABLE(4b, 9b)
 887 ENDPROC(xen_failsafe_callback)
 888
 889 BUILD_INTERRUPT3(xen_hvm_callback_vector, HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR,
 890                  xen_evtchn_do_upcall)
 891
 892 #endif /* CONFIG_XEN */
 893
 894 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
 895
 896 BUILD_INTERRUPT3(hyperv_callback_vector, HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR,
 897                  hyperv_vector_handler)
 898
 899 #endif /* CONFIG_HYPERV */
 900
 901 ENTRY(page_fault)
 902         ASM_CLAC
 903         pushl   $do_page_fault
 904         ALIGN
 905         jmp common_exception
 906 END(page_fault)
 907
 908 common_exception:
 909         /* the function address is in %gs's slot on the stack */
 910         pushl   %fs
 911         pushl   %es
 912         pushl   %ds
 913         pushl   %eax
 914         pushl   %ebp
 915         pushl   %edi
 916         pushl   %esi
 917         pushl   %edx
 918         pushl   %ecx
 919         pushl   %ebx
 920         ENCODE_FRAME_POINTER
 921         cld
 922         movl    $(__KERNEL_PERCPU), %ecx
 923         movl    %ecx, %fs
 924         UNWIND_ESPFIX_STACK
 925         GS_TO_REG %ecx
 926         movl    PT_GS(%esp), %edi               # get the function address
 927         movl    PT_ORIG_EAX(%esp), %edx         # get the error code
 928         movl    $-1, PT_ORIG_EAX(%esp)          # no syscall to restart
 929         REG_TO_PTGS %ecx
 930         SET_KERNEL_GS %ecx
 931         movl    $(__USER_DS), %ecx
 932         movl    %ecx, %ds
 933         movl    %ecx, %es
 934         TRACE_IRQS_OFF
 935         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
 936         CALL_NOSPEC %edi
 937         jmp     ret_from_exception
 938 END(common_exception)
 939
 940 ENTRY(debug)
 941         /*
 942          * #DB can happen at the first instruction of
 943          * entry_SYSENTER_32 or in Xen's SYSENTER prologue.  If this
 944          * happens, then we will be running on a very small stack.  We
 945          * need to detect this condition and switch to the thread
 946          * stack before calling any C code at all.
 947          *
 948          * If you edit this code, keep in mind that NMIs can happen in here.
 949          */
 950         ASM_CLAC
 951         pushl   $-1                             # mark this as an int
 952         SAVE_ALL
 953         ENCODE_FRAME_POINTER
 954         xorl    %edx, %edx                      # error code 0
 955         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
 956
 957         /* Are we currently on the SYSENTER stack? */
 958         movl    PER_CPU_VAR(cpu_entry_area), %ecx
 959         addl    $CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + SIZEOF_entry_stack, %ecx
 960         subl    %eax, %ecx      /* ecx = (end of entry_stack) - esp */
 961         cmpl    $SIZEOF_entry_stack, %ecx
 962         jb      .Ldebug_from_sysenter_stack
 963
 964         TRACE_IRQS_OFF
 965         call    do_debug
 966         jmp     ret_from_exception
 967
 968 .Ldebug_from_sysenter_stack:
 969         /* We're on the SYSENTER stack.  Switch off. */
 970         movl    %esp, %ebx
 971         movl    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %esp
 972         TRACE_IRQS_OFF
 973         call    do_debug
 974         movl    %ebx, %esp
 975         jmp     ret_from_exception
 976 END(debug)
 977
 978 /*
 979  * NMI is doubly nasty.  It can happen on the first instruction of
 980  * entry_SYSENTER_32 (just like #DB), but it can also interrupt the beginning
 981  * of the #DB handler even if that #DB in turn hit before entry_SYSENTER_32
 982  * switched stacks.  We handle both conditions by simply checking whether we
 983  * interrupted kernel code running on the SYSENTER stack.
 984  */
 985 ENTRY(nmi)
 986         ASM_CLAC
 987 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
 988         pushl   %eax
 989         movl    %ss, %eax
 990         cmpw    $__ESPFIX_SS, %ax
 991         popl    %eax
 992         je      .Lnmi_espfix_stack
 993 #endif
 994
 995         pushl   %eax                            # pt_regs->orig_ax
 996         SAVE_ALL
 997         ENCODE_FRAME_POINTER
 998         xorl    %edx, %edx                      # zero error code
 999         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1000
1001         /* Are we currently on the SYSENTER stack? */
1002         movl    PER_CPU_VAR(cpu_entry_area), %ecx
1003         addl    $CPU_ENTRY_AREA_entry_stack + SIZEOF_entry_stack, %ecx
1004         subl    %eax, %ecx      /* ecx = (end of entry_stack) - esp */
1005         cmpl    $SIZEOF_entry_stack, %ecx
1006         jb      .Lnmi_from_sysenter_stack
1007
1008         /* Not on SYSENTER stack. */
1009         call    do_nmi
1010         jmp     .Lrestore_all_notrace
1011
1012 .Lnmi_from_sysenter_stack:
1013         /*
1014          * We're on the SYSENTER stack.  Switch off.  No one (not even debug)
1015          * is using the thread stack right now, so it's safe for us to use it.
1016          */
1017         movl    %esp, %ebx
1018         movl    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %esp
1019         call    do_nmi
1020         movl    %ebx, %esp
1021         jmp     .Lrestore_all_notrace
1022
1023 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX32
1024 .Lnmi_espfix_stack:
1025         /*
1026          * create the pointer to lss back
1027          */
1028         pushl   %ss
1029         pushl   %esp
1030         addl    $4, (%esp)
1031         /* copy the iret frame of 12 bytes */
1032         .rept 3
1033         pushl   16(%esp)
1034         .endr
1035         pushl   %eax
1036         SAVE_ALL
1037         ENCODE_FRAME_POINTER
1038         FIXUP_ESPFIX_STACK                      # %eax == %esp
1039         xorl    %edx, %edx                      # zero error code
1040         call    do_nmi
1041         RESTORE_REGS
1042         lss     12+4(%esp), %esp                # back to espfix stack
1043         jmp     .Lirq_return
1044 #endif
1045 END(nmi)
1046
1047 ENTRY(int3)
1048         ASM_CLAC
1049         pushl   $-1                             # mark this as an int
1050         SAVE_ALL
1051         ENCODE_FRAME_POINTER
1052         TRACE_IRQS_OFF
1053         xorl    %edx, %edx                      # zero error code
1054         movl    %esp, %eax                      # pt_regs pointer
1055         call    do_int3
1056         jmp     ret_from_exception
1057 END(int3)
1058
1059 ENTRY(general_protection)
1060         ASM_CLAC
1061         pushl   $do_general_protection
1062         jmp     common_exception
1063 END(general_protection)
1064
1065 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1066 ENTRY(async_page_fault)
1067         ASM_CLAC
1068         pushl   $do_async_page_fault
1069         jmp     common_exception
1070 END(async_page_fault)
1071 #endif
1072
1073 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1074         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1075         xorl    %ebp, %ebp
1076
1077         movl    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %esi
1078         leal    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%esi), %esp
1079
1080         call    do_exit
1081 1:      jmp 1b
1082 END(rewind_stack_do_exit)