GNU Linux-libre 4.4.288-gnu1
[releases.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/kaiser.h>
39 #include <asm/nospec-branch.h>
40 #include <linux/err.h>
41
42 /* Avoid __ASSEMBLER__'ifying <linux/audit.h> just for this.  */
43 #include <linux/elf-em.h>
44 #define AUDIT_ARCH_X86_64                       (EM_X86_64|__AUDIT_ARCH_64BIT|__AUDIT_ARCH_LE)
45 #define __AUDIT_ARCH_64BIT                      0x80000000
46 #define __AUDIT_ARCH_LE                         0x40000000
47
48 .code64
49 .section .entry.text, "ax"
50
51 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
52 ENTRY(native_usergs_sysret64)
53         swapgs
54         sysretq
55 ENDPROC(native_usergs_sysret64)
56 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
57
58 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
59 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
60         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
61         jnc     1f
62         TRACE_IRQS_ON
63 1:
64 #endif
65 .endm
66
67 /*
68  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
69  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
70  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
71  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
72  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
73  *
74  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
75  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
76  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
77  */
78 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
79
80 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
81         call    debug_stack_set_zero
82         TRACE_IRQS_OFF
83         call    debug_stack_reset
84 .endm
85
86 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
87         call    debug_stack_set_zero
88         TRACE_IRQS_ON
89         call    debug_stack_reset
90 .endm
91
92 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
93         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
94         jnc     1f
95         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
96 1:
97 .endm
98
99 #else
100 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
101 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
102 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
103 #endif
104
105 /*
106  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
107  *
108  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
109  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
110  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
111  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
112  * and does not change rsp.
113  *
114  * Registers on entry:
115  * rax  system call number
116  * rcx  return address
117  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
118  * rdi  arg0
119  * rsi  arg1
120  * rdx  arg2
121  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
122  * r8   arg4
123  * r9   arg5
124  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
125  *
126  * Only called from user space.
127  *
128  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
129  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
130  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
131  */
132
133 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
134         /*
135          * Interrupts are off on entry.
136          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
137          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
138          */
139         SWAPGS_UNSAFE_STACK
140         SWITCH_KERNEL_CR3_NO_STACK
141         /*
142          * A hypervisor implementation might want to use a label
143          * after the swapgs, so that it can do the swapgs
144          * for the guest and jump here on syscall.
145          */
146 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_swapgs)
147
148         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
149         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
150
151         /* Construct struct pt_regs on stack */
152         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
153         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
154         /*
155          * Re-enable interrupts.
156          * We use 'rsp_scratch' as a scratch space, hence irq-off block above
157          * must execute atomically in the face of possible interrupt-driven
158          * task preemption. We must enable interrupts only after we're done
159          * with using rsp_scratch:
160          */
161         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
162         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
163         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
164         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
165         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
166         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
167         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
168         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
169         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
170         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
171         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
172         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
173         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
174         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
175         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
176
177         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY, ASM_THREAD_INFO(TI_flags, %rsp, SIZEOF_PTREGS)
178         jnz     tracesys
179 entry_SYSCALL_64_fastpath:
180 #if __SYSCALL_MASK == ~0
181         cmpq    $NR_syscalls, %rax
182 #else
183         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
184         cmpl    $NR_syscalls, %eax
185 #endif
186         jae     1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
187         sbb     %rcx, %rcx                      /* array_index_mask_nospec() */
188         and     %rcx, %rax
189         movq    %r10, %rcx
190 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
191         movq    sys_call_table(, %rax, 8), %rax
192         call    __x86_indirect_thunk_rax
193 #else
194         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
195 #endif
196
197         movq    %rax, RAX(%rsp)
198 1:
199 /*
200  * Syscall return path ending with SYSRET (fast path).
201  * Has incompletely filled pt_regs.
202  */
203         LOCKDEP_SYS_EXIT
204         /*
205          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
206          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
207          */
208         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
209
210         /*
211          * We must check ti flags with interrupts (or at least preemption)
212          * off because we must *never* return to userspace without
213          * processing exit work that is enqueued if we're preempted here.
214          * In particular, returning to userspace with any of the one-shot
215          * flags (TIF_NOTIFY_RESUME, TIF_USER_RETURN_NOTIFY, etc) set is
216          * very bad.
217          */
218         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, ASM_THREAD_INFO(TI_flags, %rsp, SIZEOF_PTREGS)
219         jnz     int_ret_from_sys_call_irqs_off  /* Go to the slow path */
220
221         call    mds_user_clear_buffers
222
223         movq    RIP(%rsp), %rcx
224         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
225         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
226         /*
227          * This opens a window where we have a user CR3, but are
228          * running in the kernel.  This makes using the CS
229          * register useless for telling whether or not we need to
230          * switch CR3 in NMIs.  Normal interrupts are OK because
231          * they are off here.
232          */
233         SWITCH_USER_CR3
234         movq    RSP(%rsp), %rsp
235         /*
236          * 64-bit SYSRET restores rip from rcx,
237          * rflags from r11 (but RF and VM bits are forced to 0),
238          * cs and ss are loaded from MSRs.
239          * Restoration of rflags re-enables interrupts.
240          *
241          * NB: On AMD CPUs with the X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS bug, the ss
242          * descriptor is not reinitialized.  This means that we should
243          * avoid SYSRET with SS == NULL, which could happen if we schedule,
244          * exit the kernel, and re-enter using an interrupt vector.  (All
245          * interrupt entries on x86_64 set SS to NULL.)  We prevent that
246          * from happening by reloading SS in __switch_to.  (Actually
247          * detecting the failure in 64-bit userspace is tricky but can be
248          * done.)
249          */
250         USERGS_SYSRET64
251
252 GLOBAL(int_ret_from_sys_call_irqs_off)
253         TRACE_IRQS_ON
254         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
255         jmp int_ret_from_sys_call
256
257         /* Do syscall entry tracing */
258 tracesys:
259         movq    %rsp, %rdi
260         movl    $AUDIT_ARCH_X86_64, %esi
261         call    syscall_trace_enter_phase1
262         test    %rax, %rax
263         jnz     tracesys_phase2                 /* if needed, run the slow path */
264         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RAX               /* else restore clobbered regs */
265         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rax
266         jmp     entry_SYSCALL_64_fastpath       /* and return to the fast path */
267
268 tracesys_phase2:
269         SAVE_EXTRA_REGS
270         movq    %rsp, %rdi
271         movl    $AUDIT_ARCH_X86_64, %esi
272         movq    %rax, %rdx
273         call    syscall_trace_enter_phase2
274
275         /*
276          * Reload registers from stack in case ptrace changed them.
277          * We don't reload %rax because syscall_trace_entry_phase2() returned
278          * the value it wants us to use in the table lookup.
279          */
280         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RAX
281         RESTORE_EXTRA_REGS
282 #if __SYSCALL_MASK == ~0
283         cmpq    $NR_syscalls, %rax
284 #else
285         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
286         cmpl    $NR_syscalls, %eax
287 #endif
288         jae     1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
289         sbb     %rcx, %rcx                      /* array_index_mask_nospec() */
290         and     %rcx, %rax
291         movq    %r10, %rcx                      /* fixup for C */
292 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
293         movq    sys_call_table(, %rax, 8), %rax
294         call    __x86_indirect_thunk_rax
295 #else
296         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
297 #endif
298         movq    %rax, RAX(%rsp)
299 1:
300         /* Use IRET because user could have changed pt_regs->foo */
301
302 /*
303  * Syscall return path ending with IRET.
304  * Has correct iret frame.
305  */
306 GLOBAL(int_ret_from_sys_call)
307         SAVE_EXTRA_REGS
308         movq    %rsp, %rdi
309         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
310         RESTORE_EXTRA_REGS
311         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
312
313         /*
314          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
315          * a completely clean 64-bit userspace context.
316          */
317         movq    RCX(%rsp), %rcx
318         movq    RIP(%rsp), %r11
319         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
320         jne     opportunistic_sysret_failed
321
322         /*
323          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
324          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
325          * the kernel, since userspace controls RSP.
326          *
327          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
328          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
329          */
330         .ifne __VIRTUAL_MASK_SHIFT - 47
331         .error "virtual address width changed -- SYSRET checks need update"
332         .endif
333
334         /* Change top 16 bits to be the sign-extension of 47th bit */
335         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
336         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
337
338         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
339         cmpq    %rcx, %r11
340         jne     opportunistic_sysret_failed
341
342         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
343         jne     opportunistic_sysret_failed
344
345         movq    R11(%rsp), %r11
346         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
347         jne     opportunistic_sysret_failed
348
349         /*
350          * SYSRET can't restore RF.  SYSRET can restore TF, but unlike IRET,
351          * restoring TF results in a trap from userspace immediately after
352          * SYSRET.  This would cause an infinite loop whenever #DB happens
353          * with register state that satisfies the opportunistic SYSRET
354          * conditions.  For example, single-stepping this user code:
355          *
356          *           movq       $stuck_here, %rcx
357          *           pushfq
358          *           popq %r11
359          *   stuck_here:
360          *
361          * would never get past 'stuck_here'.
362          */
363         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
364         jnz     opportunistic_sysret_failed
365
366         /* nothing to check for RSP */
367
368         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
369         jne     opportunistic_sysret_failed
370
371         /*
372          * We win! This label is here just for ease of understanding
373          * perf profiles. Nothing jumps here.
374          */
375 syscall_return_via_sysret:
376         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
377         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
378         /*
379          * This opens a window where we have a user CR3, but are
380          * running in the kernel.  This makes using the CS
381          * register useless for telling whether or not we need to
382          * switch CR3 in NMIs.  Normal interrupts are OK because
383          * they are off here.
384          */
385         SWITCH_USER_CR3
386         movq    RSP(%rsp), %rsp
387         USERGS_SYSRET64
388
389 opportunistic_sysret_failed:
390         /*
391          * This opens a window where we have a user CR3, but are
392          * running in the kernel.  This makes using the CS
393          * register useless for telling whether or not we need to
394          * switch CR3 in NMIs.  Normal interrupts are OK because
395          * they are off here.
396          */
397         SWITCH_USER_CR3
398         SWAPGS
399         jmp     restore_c_regs_and_iret
400 END(entry_SYSCALL_64)
401
402
403         .macro FORK_LIKE func
404 ENTRY(stub_\func)
405         SAVE_EXTRA_REGS 8
406         jmp     sys_\func
407 END(stub_\func)
408         .endm
409
410         FORK_LIKE  clone
411         FORK_LIKE  fork
412         FORK_LIKE  vfork
413
414 ENTRY(stub_execve)
415         call    sys_execve
416 return_from_execve:
417         testl   %eax, %eax
418         jz      1f
419         /* exec failed, can use fast SYSRET code path in this case */
420         ret
421 1:
422         /* must use IRET code path (pt_regs->cs may have changed) */
423         addq    $8, %rsp
424         ZERO_EXTRA_REGS
425         movq    %rax, RAX(%rsp)
426         jmp     int_ret_from_sys_call
427 END(stub_execve)
428 /*
429  * Remaining execve stubs are only 7 bytes long.
430  * ENTRY() often aligns to 16 bytes, which in this case has no benefits.
431  */
432         .align  8
433 GLOBAL(stub_execveat)
434         call    sys_execveat
435         jmp     return_from_execve
436 END(stub_execveat)
437
438 #if defined(CONFIG_X86_X32_ABI)
439         .align  8
440 GLOBAL(stub_x32_execve)
441         call    compat_sys_execve
442         jmp     return_from_execve
443 END(stub_x32_execve)
444         .align  8
445 GLOBAL(stub_x32_execveat)
446         call    compat_sys_execveat
447         jmp     return_from_execve
448 END(stub_x32_execveat)
449 #endif
450
451 /*
452  * sigreturn is special because it needs to restore all registers on return.
453  * This cannot be done with SYSRET, so use the IRET return path instead.
454  */
455 ENTRY(stub_rt_sigreturn)
456         /*
457          * SAVE_EXTRA_REGS result is not normally needed:
458          * sigreturn overwrites all pt_regs->GPREGS.
459          * But sigreturn can fail (!), and there is no easy way to detect that.
460          * To make sure RESTORE_EXTRA_REGS doesn't restore garbage on error,
461          * we SAVE_EXTRA_REGS here.
462          */
463         SAVE_EXTRA_REGS 8
464         call    sys_rt_sigreturn
465 return_from_stub:
466         addq    $8, %rsp
467         RESTORE_EXTRA_REGS
468         movq    %rax, RAX(%rsp)
469         jmp     int_ret_from_sys_call
470 END(stub_rt_sigreturn)
471
472 #ifdef CONFIG_X86_X32_ABI
473 ENTRY(stub_x32_rt_sigreturn)
474         SAVE_EXTRA_REGS 8
475         call    sys32_x32_rt_sigreturn
476         jmp     return_from_stub
477 END(stub_x32_rt_sigreturn)
478 #endif
479
480 /*
481  * A newly forked process directly context switches into this address.
482  *
483  * rdi: prev task we switched from
484  */
485 ENTRY(ret_from_fork)
486
487         LOCK ; btr $TIF_FORK, TI_flags(%r8)
488
489         pushq   $0x0002
490         popfq                                   /* reset kernel eflags */
491
492         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
493
494         RESTORE_EXTRA_REGS
495
496         testb   $3, CS(%rsp)                    /* from kernel_thread? */
497
498         /*
499          * By the time we get here, we have no idea whether our pt_regs,
500          * ti flags, and ti status came from the 64-bit SYSCALL fast path,
501          * the slow path, or one of the 32-bit compat paths.
502          * Use IRET code path to return, since it can safely handle
503          * all of the above.
504          */
505         jnz     int_ret_from_sys_call
506
507         /*
508          * We came from kernel_thread
509          * nb: we depend on RESTORE_EXTRA_REGS above
510          */
511         movq    %rbp, %rdi
512         CALL_NOSPEC %rbx
513         movl    $0, RAX(%rsp)
514         RESTORE_EXTRA_REGS
515         jmp     int_ret_from_sys_call
516 END(ret_from_fork)
517
518 /*
519  * Build the entry stubs with some assembler magic.
520  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
521  */
522         .align 8
523 ENTRY(irq_entries_start)
524     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
525     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
526         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
527     vector=vector+1
528         jmp     common_interrupt
529         .align  8
530     .endr
531 END(irq_entries_start)
532
533 /*
534  * Interrupt entry/exit.
535  *
536  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
537  *
538  * Entry runs with interrupts off.
539  */
540
541 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
542         .macro interrupt func
543         cld
544         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
545         SAVE_C_REGS
546         SAVE_EXTRA_REGS
547
548         testb   $3, CS(%rsp)
549         jz      1f
550
551         /*
552          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
553          * tracking that we're in kernel mode.
554          */
555         SWAPGS
556         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
557         SWITCH_KERNEL_CR3
558
559         /*
560          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
561          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
562          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
563          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
564          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
565          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
566          */
567         TRACE_IRQS_OFF
568
569 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
570         call enter_from_user_mode
571 #endif
572         jmp     2f
573 1:
574         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
575 2:
576         /*
577          * Save previous stack pointer, optionally switch to interrupt stack.
578          * irq_count is used to check if a CPU is already on an interrupt stack
579          * or not. While this is essentially redundant with preempt_count it is
580          * a little cheaper to use a separate counter in the PDA (short of
581          * moving irq_enter into assembly, which would be too much work)
582          */
583         movq    %rsp, %rdi
584         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
585         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
586         pushq   %rdi
587         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
588         TRACE_IRQS_OFF
589
590         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
591         .endm
592
593         /*
594          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
595          * then jump to common_interrupt.
596          */
597         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
598 common_interrupt:
599         ASM_CLAC
600         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
601         interrupt do_IRQ
602         /* 0(%rsp): old RSP */
603 ret_from_intr:
604         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
605         TRACE_IRQS_OFF
606         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
607
608         /* Restore saved previous stack */
609         popq    %rsp
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         SWITCH_USER_CR3
620         SWAPGS
621         jmp     restore_regs_and_iret
622
623 /* Returning to kernel space */
624 retint_kernel:
625 #ifdef CONFIG_PREEMPT
626         /* Interrupts are off */
627         /* Check if we need preemption */
628         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
629         jnc     1f
630 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
631         jnz     1f
632         call    preempt_schedule_irq
633         jmp     0b
634 1:
635 #endif
636         /*
637          * The iretq could re-enable interrupts:
638          */
639         TRACE_IRQS_IRETQ
640
641 /*
642  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
643  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
644  */
645 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
646         RESTORE_EXTRA_REGS
647 restore_c_regs_and_iret:
648         RESTORE_C_REGS
649         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
650         INTERRUPT_RETURN
651
652 ENTRY(native_iret)
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         pushq   %rax
675         pushq   %rdi
676         SWAPGS
677         SWITCH_KERNEL_CR3
678         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
679         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* RAX */
680         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* RIP */
681         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
682         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* CS */
683         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
684         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* RFLAGS */
685         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
686         movq    (6*8)(%rsp), %rax               /* SS */
687         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
688         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* RSP */
689         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
690         andl    $0xffff0000, %eax
691         popq    %rdi
692         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
693         SWITCH_USER_CR3
694         SWAPGS
695         movq    %rax, %rsp
696         popq    %rax
697         jmp     native_irq_return_iret
698 #endif
699 END(common_interrupt)
700
701 /*
702  * APIC interrupts.
703  */
704 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
705 ENTRY(\sym)
706         ASM_CLAC
707         pushq   $~(\num)
708 .Lcommon_\sym:
709         interrupt \do_sym
710         jmp     ret_from_intr
711 END(\sym)
712 .endm
713
714 #ifdef CONFIG_TRACING
715 #define trace(sym) trace_##sym
716 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
717
718 .macro trace_apicinterrupt num sym
719 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
720 .endm
721 #else
722 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
723 .endm
724 #endif
725
726 .macro apicinterrupt num sym do_sym
727 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
728 trace_apicinterrupt \num \sym
729 .endm
730
731 #ifdef CONFIG_SMP
732 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
733 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
734 #endif
735
736 #ifdef CONFIG_X86_UV
737 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
738 #endif
739
740 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
741 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
742
743 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
744 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
745 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
746 #endif
747
748 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
749 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
750 #endif
751
752 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
753 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
754 #endif
755
756 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
757 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
758 #endif
759
760 #ifdef CONFIG_SMP
761 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
762 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
763 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
764 #endif
765
766 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
767 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
768
769 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
770 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
771 #endif
772
773 /*
774  * Exception entry points.
775  */
776 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
777
778 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
779 ENTRY(\sym)
780         /* Sanity check */
781         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
782         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
783         .endif
784
785         ASM_CLAC
786         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
787
788         .ifeq \has_error_code
789         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
790         .endif
791
792         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
793
794         .if \paranoid
795         .if \paranoid == 1
796         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
797         jnz     1f
798         .endif
799         call    paranoid_entry
800         .else
801         call    error_entry
802         .endif
803         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
804
805         .if \paranoid
806         .if \shift_ist != -1
807         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
808         .else
809         TRACE_IRQS_OFF
810         .endif
811         .endif
812
813         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
814
815         .if \has_error_code
816         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
817         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
818         .else
819         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
820         .endif
821
822         .if \shift_ist != -1
823         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
824         .endif
825
826         call    \do_sym
827
828         .if \shift_ist != -1
829         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
830         .endif
831
832         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
833         .if \paranoid
834         jmp     paranoid_exit
835         .else
836         jmp     error_exit
837         .endif
838
839         .if \paranoid == 1
840         /*
841          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
842          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
843          * run in real process context if user_mode(regs).
844          */
845 1:
846         call    error_entry
847
848
849         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
850         call    sync_regs
851         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
852
853         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
854
855         .if \has_error_code
856         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
857         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
858         .else
859         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
860         .endif
861
862         call    \do_sym
863
864         jmp     error_exit
865         .endif
866 END(\sym)
867 .endm
868
869 #ifdef CONFIG_TRACING
870 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
871 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
872 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
873 .endm
874 #else
875 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
876 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
877 .endm
878 #endif
879
880 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
881 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
882 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
883 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
884 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
885 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
886 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
887 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
888 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
889 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
890 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
891 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
892 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
893
894
895         /*
896          * Reload gs selector with exception handling
897          * edi:  new selector
898          */
899 ENTRY(native_load_gs_index)
900         pushfq
901         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
902         SWAPGS
903 gs_change:
904         movl    %edi, %gs
905 2:      mfence                                  /* workaround */
906         SWAPGS
907         popfq
908         ret
909 END(native_load_gs_index)
910
911         _ASM_EXTABLE(gs_change, bad_gs)
912         .section .fixup, "ax"
913         /* running with kernelgs */
914 bad_gs:
915         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
916         xorl    %eax, %eax
917         movl    %eax, %gs
918         jmp     2b
919         .previous
920
921 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
922 ENTRY(do_softirq_own_stack)
923         pushq   %rbp
924         mov     %rsp, %rbp
925         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
926         cmove   PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
927         push    %rbp                            /* frame pointer backlink */
928         call    __do_softirq
929         leaveq
930         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
931         ret
932 END(do_softirq_own_stack)
933
934 #ifdef CONFIG_XEN
935 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
936
937 /*
938  * A note on the "critical region" in our callback handler.
939  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
940  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
941  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
942  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
943  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
944  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
945  * like to avoid the possibility.
946  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
947  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
948  * activation and restart the handler using the previous one.
949  */
950 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
951
952 /*
953  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
954  * see the correct pointer to the pt_regs
955  */
956         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
957 11:     incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
958         movq    %rsp, %rbp
959         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
960         pushq   %rbp                            /* frame pointer backlink */
961         call    xen_evtchn_do_upcall
962         popq    %rsp
963         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
964 #ifndef CONFIG_PREEMPT
965         call    xen_maybe_preempt_hcall
966 #endif
967         jmp     error_exit
968 END(xen_do_hypervisor_callback)
969
970 /*
971  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
972  * We get here for two reasons:
973  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
974  *  2. Fault while executing IRET
975  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
976  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
977  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
978  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
979  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
980  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
981  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
982  */
983 ENTRY(xen_failsafe_callback)
984         movl    %ds, %ecx
985         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
986         jne     1f
987         movl    %es, %ecx
988         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
989         jne     1f
990         movl    %fs, %ecx
991         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
992         jne     1f
993         movl    %gs, %ecx
994         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
995         jne     1f
996         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
997         movq    (%rsp), %rcx
998         movq    8(%rsp), %r11
999         addq    $0x30, %rsp
1000         pushq   $0                              /* RIP */
1001         pushq   %r11
1002         pushq   %rcx
1003         jmp     general_protection
1004 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1005         movq    (%rsp), %rcx
1006         movq    8(%rsp), %r11
1007         addq    $0x30, %rsp
1008         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1009         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1010         SAVE_C_REGS
1011         SAVE_EXTRA_REGS
1012         jmp     error_exit
1013 END(xen_failsafe_callback)
1014
1015 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1016         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1017
1018 #endif /* CONFIG_XEN */
1019
1020 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1021 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1022         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1023 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1024
1025 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1026 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0
1027 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1028
1029 #ifdef CONFIG_XEN
1030 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
1031 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
1032 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
1033 #endif
1034
1035 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1036 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
1037
1038 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1039 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1040 #endif
1041
1042 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1043 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1044 #endif
1045
1046 /*
1047  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1048  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1049  *
1050  * Return: ebx=0: needs swapgs but not SWITCH_USER_CR3 in paranoid_exit
1051  *         ebx=1: needs neither swapgs nor SWITCH_USER_CR3 in paranoid_exit
1052  *         ebx=2: needs both swapgs and SWITCH_USER_CR3 in paranoid_exit
1053  *         ebx=3: needs SWITCH_USER_CR3 but not swapgs in paranoid_exit
1054  */
1055 ENTRY(paranoid_entry)
1056         cld
1057         SAVE_C_REGS 8
1058         SAVE_EXTRA_REGS 8
1059         movl    $1, %ebx
1060         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1061         rdmsr
1062         testl   %edx, %edx
1063         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1064         SWAPGS
1065         xorl    %ebx, %ebx
1066 1:
1067 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1068         /*
1069          * We might have come in between a swapgs and a SWITCH_KERNEL_CR3
1070          * on entry, or between a SWITCH_USER_CR3 and a swapgs on exit.
1071          * Do a conditional SWITCH_KERNEL_CR3: this could safely be done
1072          * unconditionally, but we need to find out whether the reverse
1073          * should be done on return (conveyed to paranoid_exit in %ebx).
1074          */
1075         ALTERNATIVE "jmp 2f", "movq %cr3, %rax", X86_FEATURE_KAISER
1076         testl   $KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET, %eax
1077         jz      2f
1078         orl     $2, %ebx
1079         andq    $(~(X86_CR3_PCID_ASID_MASK | KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET)), %rax
1080         /* If PCID enabled, set X86_CR3_PCID_NOFLUSH_BIT */
1081         ALTERNATIVE "", "bts $63, %rax", X86_FEATURE_PCID
1082         movq    %rax, %cr3
1083 2:
1084 #endif
1085         /*
1086          * The above doesn't do an unconditional CR3 write, even in the PTI
1087          * case.  So do an lfence to prevent GS speculation, regardless of
1088          * whether PTI is enabled.
1089          */
1090         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1091
1092         ret
1093 END(paranoid_entry)
1094
1095 /*
1096  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1097  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1098  * from kernel space.
1099  *
1100  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1101  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1102  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1103  * to try to handle preemption here.
1104  *
1105  * On entry: ebx=0: needs swapgs but not SWITCH_USER_CR3
1106  *           ebx=1: needs neither swapgs nor SWITCH_USER_CR3
1107  *           ebx=2: needs both swapgs and SWITCH_USER_CR3
1108  *           ebx=3: needs SWITCH_USER_CR3 but not swapgs
1109  */
1110 ENTRY(paranoid_exit)
1111         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1112         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1113         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1114 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1115         /* No ALTERNATIVE for X86_FEATURE_KAISER: paranoid_entry sets %ebx */
1116         testl   $2, %ebx                        /* SWITCH_USER_CR3 needed? */
1117         jz      paranoid_exit_no_switch
1118         SWITCH_USER_CR3
1119 paranoid_exit_no_switch:
1120 #endif
1121         testl   $1, %ebx                        /* swapgs needed? */
1122         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1123         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1124 paranoid_exit_no_swapgs:
1125         RESTORE_EXTRA_REGS
1126         RESTORE_C_REGS
1127         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1128         INTERRUPT_RETURN
1129 END(paranoid_exit)
1130
1131 /*
1132  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1133  */
1134 ENTRY(error_entry)
1135         cld
1136         SAVE_C_REGS 8
1137         SAVE_EXTRA_REGS 8
1138         /*
1139          * error_entry() always returns with a kernel gsbase and
1140          * CR3.  We must also have a kernel CR3/gsbase before
1141          * calling TRACE_IRQS_*.  Just unconditionally switch to
1142          * the kernel CR3 here.
1143          */
1144         SWITCH_KERNEL_CR3
1145         testb   $3, CS+8(%rsp)
1146         jz      .Lerror_kernelspace
1147
1148         /*
1149          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1150          * from user mode due to an IRET fault.
1151          */
1152         SWAPGS
1153         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1154
1155 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1156         /*
1157          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1158          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1159          * (which can take locks).
1160          */
1161         TRACE_IRQS_OFF
1162 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
1163         call enter_from_user_mode
1164 #endif
1165         ret
1166
1167 .Lerror_entry_done_lfence:
1168         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1169 .Lerror_entry_done:
1170         TRACE_IRQS_OFF
1171         ret
1172
1173         /*
1174          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1175          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1176          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1177          * for these here too.
1178          */
1179 .Lerror_kernelspace:
1180         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1181         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1182         je      .Lerror_bad_iret
1183         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1184         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1185         je      .Lbstep_iret
1186         cmpq    $gs_change, RIP+8(%rsp)
1187         jne     .Lerror_entry_done_lfence
1188
1189         /*
1190          * hack: gs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1191          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1192          * gs_change's error handler with kernel gsbase.
1193          */
1194         SWAPGS
1195         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1196         jmp .Lerror_entry_done
1197
1198 .Lbstep_iret:
1199         /* Fix truncated RIP */
1200         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1201         /* fall through */
1202
1203 .Lerror_bad_iret:
1204         /*
1205          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1206          * Switch to kernel gsbase:
1207          */
1208         SWAPGS
1209         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1210
1211         /*
1212          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1213          * as if we faulted immediately after IRET.
1214          */
1215         mov     %rsp, %rdi
1216         call    fixup_bad_iret
1217         mov     %rax, %rsp
1218         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1219 END(error_entry)
1220
1221 ENTRY(error_exit)
1222         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1223         TRACE_IRQS_OFF
1224         testb   $3, CS(%rsp)
1225         jz      retint_kernel
1226         jmp     retint_user
1227 END(error_exit)
1228
1229 /* Runs on exception stack */
1230 ENTRY(nmi)
1231         /*
1232          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1233          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1234          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1235          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1236          * slots past it.
1237          *
1238          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1239          * the "NMI executing" variable.
1240          */
1241         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1242
1243         /*
1244          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1245          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1246          * This means that we can have nested NMIs where the next
1247          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1248          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1249          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1250          * anyway.
1251          *
1252          * To handle this case we do the following:
1253          *  Check the a special location on the stack that contains
1254          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1255          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1256          *  is an NMI stack.
1257          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1258          *  stack then:
1259          *    o Set the special variable on the stack
1260          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1261          *      stack
1262          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1263          *    o Continue processing the NMI
1264          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1265          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1266          *    o return back to the first NMI
1267          *
1268          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1269          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1270          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1271          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1272          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1273          * NMI.
1274          *
1275          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1276          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1277          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1278          * other IST entries.
1279          */
1280
1281         ASM_CLAC
1282
1283         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1284         pushq   %rdx
1285
1286         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1287         jz      .Lnmi_from_kernel
1288
1289         /*
1290          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1291          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1292          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1293          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1294          * are off.
1295          *
1296          * We also must not push anything to the stack before switching
1297          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1298          */
1299
1300         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1301         /*
1302          * percpu variables are mapped with user CR3, so no need
1303          * to switch CR3 here.
1304          */
1305         cld
1306         FENCE_SWAPGS_USER_ENTRY
1307         movq    %rsp, %rdx
1308         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1309         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1310         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1311         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1312         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1313         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1314         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1315         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1316         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1317         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1318         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1319         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1320         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1321         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1322         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1323         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1324         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1325         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1326         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1327         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1328         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1329         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1330
1331         /*
1332          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1333          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1334          * done with the NMI stack.
1335          */
1336
1337         movq    %rsp, %rdi
1338         movq    $-1, %rsi
1339 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1340         /* Unconditionally use kernel CR3 for do_nmi() */
1341         /* %rax is saved above, so OK to clobber here */
1342         ALTERNATIVE "jmp 2f", "movq %cr3, %rax", X86_FEATURE_KAISER
1343         /* If PCID enabled, NOFLUSH now and NOFLUSH on return */
1344         ALTERNATIVE "", "bts $63, %rax", X86_FEATURE_PCID
1345         pushq   %rax
1346         /* mask off "user" bit of pgd address and 12 PCID bits: */
1347         andq    $(~(X86_CR3_PCID_ASID_MASK | KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET)), %rax
1348         movq    %rax, %cr3
1349 2:
1350 #endif
1351         call    do_nmi
1352
1353 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1354         /*
1355          * Unconditionally restore CR3.  I know we return to
1356          * kernel code that needs user CR3, but do we ever return
1357          * to "user mode" where we need the kernel CR3?
1358          */
1359         ALTERNATIVE "", "popq %rax; movq %rax, %cr3", X86_FEATURE_KAISER
1360 #endif
1361
1362         /*
1363          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1364          * work, because we don't want to enable interrupts.  Do not
1365          * switch to user CR3: we might be going back to kernel code
1366          * that had a user CR3 set.
1367          */
1368         SWAPGS
1369         jmp     restore_c_regs_and_iret
1370
1371 .Lnmi_from_kernel:
1372         /*
1373          * Here's what our stack frame will look like:
1374          * +---------------------------------------------------------+
1375          * | original SS                                             |
1376          * | original Return RSP                                     |
1377          * | original RFLAGS                                         |
1378          * | original CS                                             |
1379          * | original RIP                                            |
1380          * +---------------------------------------------------------+
1381          * | temp storage for rdx                                    |
1382          * +---------------------------------------------------------+
1383          * | "NMI executing" variable                                |
1384          * +---------------------------------------------------------+
1385          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1386          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1387          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1388          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1389          * | iret RIP         }                                      |
1390          * +---------------------------------------------------------+
1391          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1392          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1393          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1394          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1395          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1396          * +---------------------------------------------------------+
1397          * | pt_regs                                                 |
1398          * +---------------------------------------------------------+
1399          *
1400          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1401          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1402          * space for the asm code here.
1403          *
1404          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1405          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1406          * processing.
1407          *
1408          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1409          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1410          * frame pointing to the final return target.
1411          */
1412
1413         /*
1414          * Determine whether we're a nested NMI.
1415          *
1416          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1417          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1418          * modify the "iret" frame because it's being written by
1419          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1420          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1421          * resume the outer NMI.
1422          */
1423
1424         movq    $repeat_nmi, %rdx
1425         cmpq    8(%rsp), %rdx
1426         ja      1f
1427         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1428         cmpq    8(%rsp), %rdx
1429         ja      nested_nmi_out
1430 1:
1431
1432         /*
1433          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1434          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1435          * before IRET.
1436          */
1437         cmpl    $1, -8(%rsp)
1438         je      nested_nmi
1439
1440         /*
1441          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1442          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1443          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1444          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1445          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1446          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1447          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1448          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1449          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1450          * "NMI executing".
1451          */
1452         lea     6*8(%rsp), %rdx
1453         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1454         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1455         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1456         ja      first_nmi
1457
1458         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1459         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1460         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1461         jb      first_nmi
1462
1463         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1464
1465         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1466         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1467
1468         /* This is a nested NMI. */
1469
1470 nested_nmi:
1471         /*
1472          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1473          * iteration of NMI handling.
1474          */
1475         subq    $8, %rsp
1476         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1477         pushq   $__KERNEL_DS
1478         pushq   %rdx
1479         pushfq
1480         pushq   $__KERNEL_CS
1481         pushq   $repeat_nmi
1482
1483         /* Put stack back */
1484         addq    $(6*8), %rsp
1485
1486 nested_nmi_out:
1487         popq    %rdx
1488
1489         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1490         INTERRUPT_RETURN
1491
1492 first_nmi:
1493         /* Restore rdx. */
1494         movq    (%rsp), %rdx
1495
1496         /* Make room for "NMI executing". */
1497         pushq   $0
1498
1499         /* Leave room for the "iret" frame */
1500         subq    $(5*8), %rsp
1501
1502         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1503         .rept 5
1504         pushq   11*8(%rsp)
1505         .endr
1506
1507         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1508
1509 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1510         /*
1511          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1512          * default because IRET is very expensive.
1513          */
1514         pushq   $0              /* SS */
1515         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1516         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1517         pushfq                  /* RFLAGS */
1518         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1519         pushq   $1f             /* RIP */
1520         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1521 1:
1522 #endif
1523
1524 repeat_nmi:
1525         /*
1526          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1527          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1528          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1529          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1530          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1531          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1532          * NMI will update.
1533          *
1534          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1535          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1536          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1537          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1538          * is zero.
1539          */
1540         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1541
1542         /*
1543          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1544          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1545          * it or it will end up containing garbage.
1546          */
1547         addq    $(10*8), %rsp
1548         .rept 5
1549         pushq   -6*8(%rsp)
1550         .endr
1551         subq    $(5*8), %rsp
1552 end_repeat_nmi:
1553
1554         /*
1555          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1556          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1557          * frame to point back to repeat_nmi.
1558          */
1559         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1560         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1561
1562         /*
1563          * Use the same approach as paranoid_entry to handle SWAPGS, but
1564          * without CR3 handling since we do that differently in NMIs.  No
1565          * need to use paranoid_exit as we should not be calling schedule
1566          * in NMI context.  Even with normal interrupts enabled. An NMI
1567          * should not be setting NEED_RESCHED or anything that normal
1568          * interrupts and exceptions might do.
1569          */
1570         cld
1571         SAVE_C_REGS
1572         SAVE_EXTRA_REGS
1573         movl    $1, %ebx
1574         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1575         rdmsr
1576         testl   %edx, %edx
1577         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1578         SWAPGS
1579         xorl    %ebx, %ebx
1580 1:
1581         movq    %rsp, %rdi
1582         movq    $-1, %rsi
1583 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1584         /* Unconditionally use kernel CR3 for do_nmi() */
1585         /* %rax is saved above, so OK to clobber here */
1586         ALTERNATIVE "jmp 2f", "movq %cr3, %rax", X86_FEATURE_KAISER
1587         /* If PCID enabled, NOFLUSH now and NOFLUSH on return */
1588         ALTERNATIVE "", "bts $63, %rax", X86_FEATURE_PCID
1589         pushq   %rax
1590         /* mask off "user" bit of pgd address and 12 PCID bits: */
1591         andq    $(~(X86_CR3_PCID_ASID_MASK | KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET)), %rax
1592         movq    %rax, %cr3
1593 2:
1594 #endif
1595         FENCE_SWAPGS_KERNEL_ENTRY
1596
1597         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1598         call    do_nmi
1599
1600 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1601         /*
1602          * Unconditionally restore CR3.  We might be returning to
1603          * kernel code that needs user CR3, like just just before
1604          * a sysret.
1605          */
1606         ALTERNATIVE "", "popq %rax; movq %rax, %cr3", X86_FEATURE_KAISER
1607 #endif
1608
1609         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1610         jnz     nmi_restore
1611 nmi_swapgs:
1612         /* We fixed up CR3 above, so no need to switch it here */
1613         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1614 nmi_restore:
1615         RESTORE_EXTRA_REGS
1616         RESTORE_C_REGS
1617
1618         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1619         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1620
1621         /*
1622          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1623          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1624          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1625          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1626          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1627          * hypercall page.
1628          */
1629         std
1630         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1631
1632         /*
1633          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1634          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1635          * mode, so this cannot result in a fault.
1636          */
1637         INTERRUPT_RETURN
1638 END(nmi)
1639
1640 ENTRY(ignore_sysret)
1641         mov     $-ENOSYS, %eax
1642         sysret
1643 END(ignore_sysret)