Merge branch 'linus' into x86/asm, to pick up recent fixes
[cascardo/linux.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
1 /*
2  *  linux/arch/x86_64/entry.S
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
6  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
7  *
8  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
9  *
10  * Some of this is documented in Documentation/x86/entry_64.txt
11  *
12  * A note on terminology:
13  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
14  *                      at the top of the kernel process stack.
15  *
16  * Some macro usage:
17  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
18  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
19  * - idtentry:          Define exception entry points.
20  */
21 #include <linux/linkage.h>
22 #include <asm/segment.h>
23 #include <asm/cache.h>
24 #include <asm/errno.h>
25 #include "calling.h"
26 #include <asm/asm-offsets.h>
27 #include <asm/msr.h>
28 #include <asm/unistd.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/hw_irq.h>
31 #include <asm/page_types.h>
32 #include <asm/irqflags.h>
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #include <asm/percpu.h>
35 #include <asm/asm.h>
36 #include <asm/smap.h>
37 #include <asm/pgtable_types.h>
38 #include <linux/err.h>
39
40 /* Avoid __ASSEMBLER__'ifying <linux/audit.h> just for this.  */
41 #include <linux/elf-em.h>
42 #define AUDIT_ARCH_X86_64                       (EM_X86_64|__AUDIT_ARCH_64BIT|__AUDIT_ARCH_LE)
43 #define __AUDIT_ARCH_64BIT                      0x80000000
44 #define __AUDIT_ARCH_LE                         0x40000000
45
46 .code64
47 .section .entry.text, "ax"
48
49 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
50 ENTRY(native_usergs_sysret64)
51         swapgs
52         sysretq
53 ENDPROC(native_usergs_sysret64)
54 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
55
56 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
57 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
58         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
59         jnc     1f
60         TRACE_IRQS_ON
61 1:
62 #endif
63 .endm
64
65 /*
66  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
67  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
68  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
69  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
70  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
71  *
72  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
73  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
74  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
75  */
76 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
77
78 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
79         call    debug_stack_set_zero
80         TRACE_IRQS_OFF
81         call    debug_stack_reset
82 .endm
83
84 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
85         call    debug_stack_set_zero
86         TRACE_IRQS_ON
87         call    debug_stack_reset
88 .endm
89
90 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
91         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
92         jnc     1f
93         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
94 1:
95 .endm
96
97 #else
98 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
99 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
100 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
101 #endif
102
103 /*
104  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
105  *
106  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
107  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
108  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
109  * available when SYSCALL is used.
110  *
111  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
112  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
113  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
114  * clock_gettimeofday fallback.
115  *
116  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
117  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
118  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
119  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
120  * and does not change rsp.
121  *
122  * Registers on entry:
123  * rax  system call number
124  * rcx  return address
125  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
126  * rdi  arg0
127  * rsi  arg1
128  * rdx  arg2
129  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
130  * r8   arg4
131  * r9   arg5
132  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
133  *
134  * Only called from user space.
135  *
136  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
137  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
138  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
139  */
140
141 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
142         /*
143          * Interrupts are off on entry.
144          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
145          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
146          */
147         SWAPGS_UNSAFE_STACK
148         /*
149          * A hypervisor implementation might want to use a label
150          * after the swapgs, so that it can do the swapgs
151          * for the guest and jump here on syscall.
152          */
153 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_swapgs)
154
155         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
156         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
157
158         TRACE_IRQS_OFF
159
160         /* Construct struct pt_regs on stack */
161         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
162         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
163         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
164         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
165         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
166         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
167         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
168         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
169         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
170         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
171         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
172         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
173         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
174         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
175         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
176         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
177
178         /*
179          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
180          * exit work, go straight to the slow path.
181          */
182         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, ASM_THREAD_INFO(TI_flags, %rsp, SIZEOF_PTREGS)
183         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
184
185 entry_SYSCALL_64_fastpath:
186         /*
187          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
188          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
189          * and jumps to the slow path.
190          */
191         TRACE_IRQS_ON
192         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
193 #if __SYSCALL_MASK == ~0
194         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
195 #else
196         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
197         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
198 #endif
199         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
200         movq    %r10, %rcx
201
202         /*
203          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
204          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
205          * and all argument registers are clobbered.
206          */
207         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
208 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
209
210         movq    %rax, RAX(%rsp)
211 1:
212
213         /*
214          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
215          * If we see that no exit work is required (which we are required
216          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
217          */
218         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
219         TRACE_IRQS_OFF
220         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, ASM_THREAD_INFO(TI_flags, %rsp, SIZEOF_PTREGS)
221         jnz     1f
222
223         LOCKDEP_SYS_EXIT
224         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
225         movq    RIP(%rsp), %rcx
226         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
227         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
228         movq    RSP(%rsp), %rsp
229         USERGS_SYSRET64
230
231 1:
232         /*
233          * The fast path looked good when we started, but something changed
234          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
235          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
236          */
237         TRACE_IRQS_ON
238         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
239         SAVE_EXTRA_REGS
240         movq    %rsp, %rdi
241         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
242         jmp     return_from_SYSCALL_64
243
244 entry_SYSCALL64_slow_path:
245         /* IRQs are off. */
246         SAVE_EXTRA_REGS
247         movq    %rsp, %rdi
248         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
249
250 return_from_SYSCALL_64:
251         RESTORE_EXTRA_REGS
252         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
253
254         /*
255          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
256          * a completely clean 64-bit userspace context.
257          */
258         movq    RCX(%rsp), %rcx
259         movq    RIP(%rsp), %r11
260         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
261         jne     opportunistic_sysret_failed
262
263         /*
264          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
265          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
266          * the kernel, since userspace controls RSP.
267          *
268          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
269          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
270          */
271         .ifne __VIRTUAL_MASK_SHIFT - 47
272         .error "virtual address width changed -- SYSRET checks need update"
273         .endif
274
275         /* Change top 16 bits to be the sign-extension of 47th bit */
276         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
277         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
278
279         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
280         cmpq    %rcx, %r11
281         jne     opportunistic_sysret_failed
282
283         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
284         jne     opportunistic_sysret_failed
285
286         movq    R11(%rsp), %r11
287         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
288         jne     opportunistic_sysret_failed
289
290         /*
291          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
292          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
293          * need to restore it correctly.
294          *
295          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
296          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
297          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
298          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
299          * this user code:
300          *
301          *           movq       $stuck_here, %rcx
302          *           pushfq
303          *           popq %r11
304          *   stuck_here:
305          *
306          * would never get past 'stuck_here'.
307          */
308         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
309         jnz     opportunistic_sysret_failed
310
311         /* nothing to check for RSP */
312
313         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
314         jne     opportunistic_sysret_failed
315
316         /*
317          * We win! This label is here just for ease of understanding
318          * perf profiles. Nothing jumps here.
319          */
320 syscall_return_via_sysret:
321         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
322         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
323         movq    RSP(%rsp), %rsp
324         USERGS_SYSRET64
325
326 opportunistic_sysret_failed:
327         SWAPGS
328         jmp     restore_c_regs_and_iret
329 END(entry_SYSCALL_64)
330
331 ENTRY(stub_ptregs_64)
332         /*
333          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
334          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
335          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
336          * the slow path, the extra regs are already saved.
337          *
338          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
339          * IRQs are on.
340          */
341         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
342         jne     1f
343
344         /*
345          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
346          * and jump to slow path
347          */
348         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
349         TRACE_IRQS_OFF
350         popq    %rax
351         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
352
353 1:
354         jmp     *%rax                           /* Called from C */
355 END(stub_ptregs_64)
356
357 .macro ptregs_stub func
358 ENTRY(ptregs_\func)
359         leaq    \func(%rip), %rax
360         jmp     stub_ptregs_64
361 END(ptregs_\func)
362 .endm
363
364 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
365 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
366 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
367 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
368 #include <asm/syscalls_64.h>
369
370 /*
371  * %rdi: prev task
372  * %rsi: next task
373  */
374 ENTRY(__switch_to_asm)
375         /*
376          * Save callee-saved registers
377          * This must match the order in inactive_task_frame
378          */
379         pushq   %rbp
380         pushq   %rbx
381         pushq   %r12
382         pushq   %r13
383         pushq   %r14
384         pushq   %r15
385
386         /* switch stack */
387         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
388         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
389
390 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
391         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
392         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
393 #endif
394
395         /* restore callee-saved registers */
396         popq    %r15
397         popq    %r14
398         popq    %r13
399         popq    %r12
400         popq    %rbx
401         popq    %rbp
402
403         jmp     __switch_to
404 END(__switch_to_asm)
405
406 /*
407  * A newly forked process directly context switches into this address.
408  *
409  * rax: prev task we switched from
410  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
411  * r12: kernel thread arg
412  */
413 ENTRY(ret_from_fork)
414         movq    %rax, %rdi
415         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
416
417         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
418         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
419
420 2:
421         movq    %rsp, %rdi
422         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
423         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
424         SWAPGS
425         jmp     restore_regs_and_iret
426
427 1:
428         /* kernel thread */
429         movq    %r12, %rdi
430         call    *%rbx
431         /*
432          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
433          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
434          * syscall.
435          */
436         movq    $0, RAX(%rsp)
437         jmp     2b
438 END(ret_from_fork)
439
440 /*
441  * Build the entry stubs with some assembler magic.
442  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
443  */
444         .align 8
445 ENTRY(irq_entries_start)
446     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
447     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
448         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
449     vector=vector+1
450         jmp     common_interrupt
451         .align  8
452     .endr
453 END(irq_entries_start)
454
455 /*
456  * Interrupt entry/exit.
457  *
458  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
459  *
460  * Entry runs with interrupts off.
461  */
462
463 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
464         .macro interrupt func
465         cld
466         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
467         SAVE_C_REGS
468         SAVE_EXTRA_REGS
469
470         testb   $3, CS(%rsp)
471         jz      1f
472
473         /*
474          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
475          * tracking that we're in kernel mode.
476          */
477         SWAPGS
478
479         /*
480          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
481          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
482          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
483          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
484          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
485          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
486          */
487         TRACE_IRQS_OFF
488
489         CALL_enter_from_user_mode
490
491 1:
492         /*
493          * Save previous stack pointer, optionally switch to interrupt stack.
494          * irq_count is used to check if a CPU is already on an interrupt stack
495          * or not. While this is essentially redundant with preempt_count it is
496          * a little cheaper to use a separate counter in the PDA (short of
497          * moving irq_enter into assembly, which would be too much work)
498          */
499         movq    %rsp, %rdi
500         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
501         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
502         pushq   %rdi
503         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
504         TRACE_IRQS_OFF
505
506         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
507         .endm
508
509         /*
510          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
511          * then jump to common_interrupt.
512          */
513         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
514 common_interrupt:
515         ASM_CLAC
516         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
517         interrupt do_IRQ
518         /* 0(%rsp): old RSP */
519 ret_from_intr:
520         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
521         TRACE_IRQS_OFF
522         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
523
524         /* Restore saved previous stack */
525         popq    %rsp
526
527         testb   $3, CS(%rsp)
528         jz      retint_kernel
529
530         /* Interrupt came from user space */
531 GLOBAL(retint_user)
532         mov     %rsp,%rdi
533         call    prepare_exit_to_usermode
534         TRACE_IRQS_IRETQ
535         SWAPGS
536         jmp     restore_regs_and_iret
537
538 /* Returning to kernel space */
539 retint_kernel:
540 #ifdef CONFIG_PREEMPT
541         /* Interrupts are off */
542         /* Check if we need preemption */
543         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
544         jnc     1f
545 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
546         jnz     1f
547         call    preempt_schedule_irq
548         jmp     0b
549 1:
550 #endif
551         /*
552          * The iretq could re-enable interrupts:
553          */
554         TRACE_IRQS_IRETQ
555
556 /*
557  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
558  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
559  */
560 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
561         RESTORE_EXTRA_REGS
562 restore_c_regs_and_iret:
563         RESTORE_C_REGS
564         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
565         INTERRUPT_RETURN
566
567 ENTRY(native_iret)
568         /*
569          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
570          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
571          */
572 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
573         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
574         jnz     native_irq_return_ldt
575 #endif
576
577 .global native_irq_return_iret
578 native_irq_return_iret:
579         /*
580          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
581          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
582          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
583          * Other faults here are fatal.
584          */
585         iretq
586
587 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
588 native_irq_return_ldt:
589         /*
590          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
591          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
592          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
593          * of the ESPFIX stack.
594          *
595          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
596          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
597          *
598          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
599          *
600          * --- top of ESPFIX stack ---
601          * SS
602          * RSP
603          * RFLAGS
604          * CS
605          * RIP  <-- RSP points here when we're done
606          * RAX  <-- espfix_waddr points here
607          * --- bottom of ESPFIX stack ---
608          */
609
610         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
611         SWAPGS
612         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
613         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
614         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
615         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
616         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
617         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
618         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
619         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
620         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
621         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
622         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
623         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
624         /* Now RAX == RSP. */
625
626         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
627         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
628
629         /*
630          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
631          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
632          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
633          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
634          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
635          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
636          */
637         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
638         SWAPGS
639         movq    %rax, %rsp
640
641         /*
642          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
643          * still read.
644          */
645         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
646
647         /*
648          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
649          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
650          * values.  We can now IRET back to userspace.
651          */
652         jmp     native_irq_return_iret
653 #endif
654 END(common_interrupt)
655
656 /*
657  * APIC interrupts.
658  */
659 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
660 ENTRY(\sym)
661         ASM_CLAC
662         pushq   $~(\num)
663 .Lcommon_\sym:
664         interrupt \do_sym
665         jmp     ret_from_intr
666 END(\sym)
667 .endm
668
669 #ifdef CONFIG_TRACING
670 #define trace(sym) trace_##sym
671 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
672
673 .macro trace_apicinterrupt num sym
674 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
675 .endm
676 #else
677 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
678 .endm
679 #endif
680
681 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
682 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
683 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
684 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
685 #else
686 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
687 # define POP_SECTION_IRQENTRY
688 #endif
689
690 .macro apicinterrupt num sym do_sym
691 PUSH_SECTION_IRQENTRY
692 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
693 trace_apicinterrupt \num \sym
694 POP_SECTION_IRQENTRY
695 .endm
696
697 #ifdef CONFIG_SMP
698 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
699 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
700 #endif
701
702 #ifdef CONFIG_X86_UV
703 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
704 #endif
705
706 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
707 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
708
709 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
710 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
711 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
712 #endif
713
714 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
715 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
716 #endif
717
718 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
719 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
720 #endif
721
722 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
723 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
724 #endif
725
726 #ifdef CONFIG_SMP
727 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
728 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
729 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
730 #endif
731
732 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
733 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
734
735 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
736 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
737 #endif
738
739 /*
740  * Exception entry points.
741  */
742 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
743
744 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
745 ENTRY(\sym)
746         /* Sanity check */
747         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
748         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
749         .endif
750
751         ASM_CLAC
752         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
753
754         .ifeq \has_error_code
755         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
756         .endif
757
758         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
759
760         .if \paranoid
761         .if \paranoid == 1
762         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
763         jnz     1f
764         .endif
765         call    paranoid_entry
766         .else
767         call    error_entry
768         .endif
769         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
770
771         .if \paranoid
772         .if \shift_ist != -1
773         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
774         .else
775         TRACE_IRQS_OFF
776         .endif
777         .endif
778
779         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
780
781         .if \has_error_code
782         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
783         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
784         .else
785         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
786         .endif
787
788         .if \shift_ist != -1
789         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
790         .endif
791
792         call    \do_sym
793
794         .if \shift_ist != -1
795         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
796         .endif
797
798         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
799         .if \paranoid
800         jmp     paranoid_exit
801         .else
802         jmp     error_exit
803         .endif
804
805         .if \paranoid == 1
806         /*
807          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
808          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
809          * run in real process context if user_mode(regs).
810          */
811 1:
812         call    error_entry
813
814
815         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
816         call    sync_regs
817         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
818
819         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
820
821         .if \has_error_code
822         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
823         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
824         .else
825         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
826         .endif
827
828         call    \do_sym
829
830         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
831         .endif
832 END(\sym)
833 .endm
834
835 #ifdef CONFIG_TRACING
836 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
837 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
838 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
839 .endm
840 #else
841 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
842 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
843 .endm
844 #endif
845
846 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
847 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
848 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
849 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
850 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
851 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
852 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
853 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
854 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
855 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
856 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
857 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
858 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
859
860
861         /*
862          * Reload gs selector with exception handling
863          * edi:  new selector
864          */
865 ENTRY(native_load_gs_index)
866         pushfq
867         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
868         SWAPGS
869 .Lgs_change:
870         movl    %edi, %gs
871 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
872         SWAPGS
873         popfq
874         ret
875 END(native_load_gs_index)
876
877         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
878         .section .fixup, "ax"
879         /* running with kernelgs */
880 bad_gs:
881         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
882 .macro ZAP_GS
883         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
884         movl $__USER_DS, %eax
885         movl %eax, %gs
886 .endm
887         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
888         xorl    %eax, %eax
889         movl    %eax, %gs
890         jmp     2b
891         .previous
892
893 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
894 ENTRY(do_softirq_own_stack)
895         pushq   %rbp
896         mov     %rsp, %rbp
897         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
898         cmove   PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
899         push    %rbp                            /* frame pointer backlink */
900         call    __do_softirq
901         leaveq
902         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
903         ret
904 END(do_softirq_own_stack)
905
906 #ifdef CONFIG_XEN
907 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
908
909 /*
910  * A note on the "critical region" in our callback handler.
911  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
912  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
913  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
914  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
915  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
916  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
917  * like to avoid the possibility.
918  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
919  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
920  * activation and restart the handler using the previous one.
921  */
922 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
923
924 /*
925  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
926  * see the correct pointer to the pt_regs
927  */
928         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
929 11:     incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
930         movq    %rsp, %rbp
931         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
932         pushq   %rbp                            /* frame pointer backlink */
933         call    xen_evtchn_do_upcall
934         popq    %rsp
935         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
936 #ifndef CONFIG_PREEMPT
937         call    xen_maybe_preempt_hcall
938 #endif
939         jmp     error_exit
940 END(xen_do_hypervisor_callback)
941
942 /*
943  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
944  * We get here for two reasons:
945  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
946  *  2. Fault while executing IRET
947  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
948  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
949  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
950  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
951  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
952  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
953  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
954  */
955 ENTRY(xen_failsafe_callback)
956         movl    %ds, %ecx
957         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
958         jne     1f
959         movl    %es, %ecx
960         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
961         jne     1f
962         movl    %fs, %ecx
963         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
964         jne     1f
965         movl    %gs, %ecx
966         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
967         jne     1f
968         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
969         movq    (%rsp), %rcx
970         movq    8(%rsp), %r11
971         addq    $0x30, %rsp
972         pushq   $0                              /* RIP */
973         pushq   %r11
974         pushq   %rcx
975         jmp     general_protection
976 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
977         movq    (%rsp), %rcx
978         movq    8(%rsp), %r11
979         addq    $0x30, %rsp
980         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
981         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
982         SAVE_C_REGS
983         SAVE_EXTRA_REGS
984         jmp     error_exit
985 END(xen_failsafe_callback)
986
987 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
988         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
989
990 #endif /* CONFIG_XEN */
991
992 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
993 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
994         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
995 #endif /* CONFIG_HYPERV */
996
997 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
998 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
999 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1000
1001 #ifdef CONFIG_XEN
1002 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
1003 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
1004 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
1005 #endif
1006
1007 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1008 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
1009
1010 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1011 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1012 #endif
1013
1014 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1015 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1016 #endif
1017
1018 /*
1019  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1020  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1021  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1022  */
1023 ENTRY(paranoid_entry)
1024         cld
1025         SAVE_C_REGS 8
1026         SAVE_EXTRA_REGS 8
1027         movl    $1, %ebx
1028         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1029         rdmsr
1030         testl   %edx, %edx
1031         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1032         SWAPGS
1033         xorl    %ebx, %ebx
1034 1:      ret
1035 END(paranoid_entry)
1036
1037 /*
1038  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1039  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1040  * from kernel space.
1041  *
1042  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1043  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1044  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1045  * to try to handle preemption here.
1046  *
1047  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1048  */
1049 ENTRY(paranoid_exit)
1050         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1051         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1052         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1053         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1054         TRACE_IRQS_IRETQ
1055         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1056         jmp     paranoid_exit_restore
1057 paranoid_exit_no_swapgs:
1058         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1059 paranoid_exit_restore:
1060         RESTORE_EXTRA_REGS
1061         RESTORE_C_REGS
1062         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1063         INTERRUPT_RETURN
1064 END(paranoid_exit)
1065
1066 /*
1067  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1068  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1069  */
1070 ENTRY(error_entry)
1071         cld
1072         SAVE_C_REGS 8
1073         SAVE_EXTRA_REGS 8
1074         xorl    %ebx, %ebx
1075         testb   $3, CS+8(%rsp)
1076         jz      .Lerror_kernelspace
1077
1078 .Lerror_entry_from_usermode_swapgs:
1079         /*
1080          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1081          * from user mode due to an IRET fault.
1082          */
1083         SWAPGS
1084
1085 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1086         /*
1087          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1088          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1089          * (which can take locks).
1090          */
1091         TRACE_IRQS_OFF
1092         CALL_enter_from_user_mode
1093         ret
1094
1095 .Lerror_entry_done:
1096         TRACE_IRQS_OFF
1097         ret
1098
1099         /*
1100          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1101          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1102          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1103          * for these here too.
1104          */
1105 .Lerror_kernelspace:
1106         incl    %ebx
1107         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1108         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1109         je      .Lerror_bad_iret
1110         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1111         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1112         je      .Lbstep_iret
1113         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1114         jne     .Lerror_entry_done
1115
1116         /*
1117          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1118          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1119          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1120          */
1121         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_swapgs
1122
1123 .Lbstep_iret:
1124         /* Fix truncated RIP */
1125         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1126         /* fall through */
1127
1128 .Lerror_bad_iret:
1129         /*
1130          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1131          * Switch to kernel gsbase:
1132          */
1133         SWAPGS
1134
1135         /*
1136          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1137          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1138          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1139          */
1140         mov     %rsp, %rdi
1141         call    fixup_bad_iret
1142         mov     %rax, %rsp
1143         decl    %ebx
1144         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1145 END(error_entry)
1146
1147
1148 /*
1149  * On entry, EBS is a "return to kernel mode" flag:
1150  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1151  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1152  */
1153 ENTRY(error_exit)
1154         movl    %ebx, %eax
1155         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1156         TRACE_IRQS_OFF
1157         testl   %eax, %eax
1158         jnz     retint_kernel
1159         jmp     retint_user
1160 END(error_exit)
1161
1162 /* Runs on exception stack */
1163 ENTRY(nmi)
1164         /*
1165          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1166          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1167          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1168          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1169          * slots past it.
1170          *
1171          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1172          * the "NMI executing" variable.
1173          */
1174         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1175
1176         /*
1177          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1178          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1179          * This means that we can have nested NMIs where the next
1180          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1181          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1182          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1183          * anyway.
1184          *
1185          * To handle this case we do the following:
1186          *  Check the a special location on the stack that contains
1187          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1188          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1189          *  is an NMI stack.
1190          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1191          *  stack then:
1192          *    o Set the special variable on the stack
1193          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1194          *      stack
1195          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1196          *    o Continue processing the NMI
1197          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1198          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1199          *    o return back to the first NMI
1200          *
1201          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1202          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1203          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1204          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1205          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1206          * NMI.
1207          *
1208          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1209          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1210          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1211          * other IST entries.
1212          */
1213
1214         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1215         pushq   %rdx
1216
1217         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1218         jz      .Lnmi_from_kernel
1219
1220         /*
1221          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1222          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1223          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1224          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1225          * are off.
1226          *
1227          * We also must not push anything to the stack before switching
1228          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1229          */
1230
1231         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1232         cld
1233         movq    %rsp, %rdx
1234         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1235         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1236         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1237         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1238         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1239         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1240         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1241         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1242         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1243         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1244         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1245         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1246         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1247         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1248         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1249         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1250         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1251         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1252         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1253         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1254         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1255         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1256
1257         /*
1258          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1259          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1260          * done with the NMI stack.
1261          */
1262
1263         movq    %rsp, %rdi
1264         movq    $-1, %rsi
1265         call    do_nmi
1266
1267         /*
1268          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1269          * work, because we don't want to enable interrupts.  Fortunately,
1270          * do_nmi doesn't modify pt_regs.
1271          */
1272         SWAPGS
1273         jmp     restore_c_regs_and_iret
1274
1275 .Lnmi_from_kernel:
1276         /*
1277          * Here's what our stack frame will look like:
1278          * +---------------------------------------------------------+
1279          * | original SS                                             |
1280          * | original Return RSP                                     |
1281          * | original RFLAGS                                         |
1282          * | original CS                                             |
1283          * | original RIP                                            |
1284          * +---------------------------------------------------------+
1285          * | temp storage for rdx                                    |
1286          * +---------------------------------------------------------+
1287          * | "NMI executing" variable                                |
1288          * +---------------------------------------------------------+
1289          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1290          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1291          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1292          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1293          * | iret RIP         }                                      |
1294          * +---------------------------------------------------------+
1295          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1296          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1297          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1298          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1299          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1300          * +---------------------------------------------------------+
1301          * | pt_regs                                                 |
1302          * +---------------------------------------------------------+
1303          *
1304          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1305          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1306          * space for the asm code here.
1307          *
1308          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1309          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1310          * processing.
1311          *
1312          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1313          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1314          * frame pointing to the final return target.
1315          */
1316
1317         /*
1318          * Determine whether we're a nested NMI.
1319          *
1320          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1321          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1322          * modify the "iret" frame because it's being written by
1323          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1324          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1325          * resume the outer NMI.
1326          */
1327
1328         movq    $repeat_nmi, %rdx
1329         cmpq    8(%rsp), %rdx
1330         ja      1f
1331         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1332         cmpq    8(%rsp), %rdx
1333         ja      nested_nmi_out
1334 1:
1335
1336         /*
1337          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1338          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1339          * before IRET.
1340          */
1341         cmpl    $1, -8(%rsp)
1342         je      nested_nmi
1343
1344         /*
1345          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1346          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1347          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1348          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1349          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1350          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1351          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1352          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1353          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1354          * "NMI executing".
1355          */
1356         lea     6*8(%rsp), %rdx
1357         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1358         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1359         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1360         ja      first_nmi
1361
1362         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1363         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1364         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1365         jb      first_nmi
1366
1367         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1368
1369         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1370         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1371
1372         /* This is a nested NMI. */
1373
1374 nested_nmi:
1375         /*
1376          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1377          * iteration of NMI handling.
1378          */
1379         subq    $8, %rsp
1380         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1381         pushq   $__KERNEL_DS
1382         pushq   %rdx
1383         pushfq
1384         pushq   $__KERNEL_CS
1385         pushq   $repeat_nmi
1386
1387         /* Put stack back */
1388         addq    $(6*8), %rsp
1389
1390 nested_nmi_out:
1391         popq    %rdx
1392
1393         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1394         INTERRUPT_RETURN
1395
1396 first_nmi:
1397         /* Restore rdx. */
1398         movq    (%rsp), %rdx
1399
1400         /* Make room for "NMI executing". */
1401         pushq   $0
1402
1403         /* Leave room for the "iret" frame */
1404         subq    $(5*8), %rsp
1405
1406         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1407         .rept 5
1408         pushq   11*8(%rsp)
1409         .endr
1410
1411         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1412
1413 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1414         /*
1415          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1416          * default because IRET is very expensive.
1417          */
1418         pushq   $0              /* SS */
1419         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1420         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1421         pushfq                  /* RFLAGS */
1422         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1423         pushq   $1f             /* RIP */
1424         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1425 1:
1426 #endif
1427
1428 repeat_nmi:
1429         /*
1430          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1431          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1432          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1433          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1434          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1435          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1436          * NMI will update.
1437          *
1438          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1439          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1440          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1441          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1442          * is zero.
1443          */
1444         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1445
1446         /*
1447          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1448          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1449          * it or it will end up containing garbage.
1450          */
1451         addq    $(10*8), %rsp
1452         .rept 5
1453         pushq   -6*8(%rsp)
1454         .endr
1455         subq    $(5*8), %rsp
1456 end_repeat_nmi:
1457
1458         /*
1459          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1460          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1461          * frame to point back to repeat_nmi.
1462          */
1463         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1464         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1465
1466         /*
1467          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1468          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1469          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1470          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1471          * exceptions might do.
1472          */
1473         call    paranoid_entry
1474
1475         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1476         movq    %rsp, %rdi
1477         movq    $-1, %rsi
1478         call    do_nmi
1479
1480         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1481         jnz     nmi_restore
1482 nmi_swapgs:
1483         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1484 nmi_restore:
1485         RESTORE_EXTRA_REGS
1486         RESTORE_C_REGS
1487
1488         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1489         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1490
1491         /*
1492          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1493          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1494          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1495          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1496          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1497          * hypercall page.
1498          */
1499         std
1500         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1501
1502         /*
1503          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1504          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1505          * mode, so this cannot result in a fault.
1506          */
1507         INTERRUPT_RETURN
1508 END(nmi)
1509
1510 ENTRY(ignore_sysret)
1511         mov     $-ENOSYS, %eax
1512         sysret
1513 END(ignore_sysret)
1514
1515 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1516         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1517         xorl    %ebp, %ebp
1518
1519         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1520         leaq    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1521
1522         call    do_exit
1523 1:      jmp 1b
1524 END(rewind_stack_do_exit)