Merge tag 'gcc-plugins-v4.9-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 <asm/export.h>
39 #include <linux/err.h>
40
41 /* Avoid __ASSEMBLER__'ifying <linux/audit.h> just for this.  */
42 #include <linux/elf-em.h>
43 #define AUDIT_ARCH_X86_64                       (EM_X86_64|__AUDIT_ARCH_64BIT|__AUDIT_ARCH_LE)
44 #define __AUDIT_ARCH_64BIT                      0x80000000
45 #define __AUDIT_ARCH_LE                         0x40000000
46
47 .code64
48 .section .entry.text, "ax"
49
50 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
51 ENTRY(native_usergs_sysret64)
52         swapgs
53         sysretq
54 ENDPROC(native_usergs_sysret64)
55 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
56
57 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
58 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
59         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
60         jnc     1f
61         TRACE_IRQS_ON
62 1:
63 #endif
64 .endm
65
66 /*
67  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
68  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
69  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
70  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
71  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
72  *
73  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
74  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
75  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
76  */
77 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
78
79 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
80         call    debug_stack_set_zero
81         TRACE_IRQS_OFF
82         call    debug_stack_reset
83 .endm
84
85 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
86         call    debug_stack_set_zero
87         TRACE_IRQS_ON
88         call    debug_stack_reset
89 .endm
90
91 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
92         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
93         jnc     1f
94         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
95 1:
96 .endm
97
98 #else
99 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
100 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
101 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
102 #endif
103
104 /*
105  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
106  *
107  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
108  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
109  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
110  * available when SYSCALL is used.
111  *
112  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
113  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
114  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
115  * clock_gettimeofday fallback.
116  *
117  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
118  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
119  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
120  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
121  * and does not change rsp.
122  *
123  * Registers on entry:
124  * rax  system call number
125  * rcx  return address
126  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
127  * rdi  arg0
128  * rsi  arg1
129  * rdx  arg2
130  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
131  * r8   arg4
132  * r9   arg5
133  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
134  *
135  * Only called from user space.
136  *
137  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
138  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
139  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
140  */
141
142 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
143         /*
144          * Interrupts are off on entry.
145          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
146          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
147          */
148         SWAPGS_UNSAFE_STACK
149         /*
150          * A hypervisor implementation might want to use a label
151          * after the swapgs, so that it can do the swapgs
152          * for the guest and jump here on syscall.
153          */
154 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_swapgs)
155
156         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
157         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
158
159         TRACE_IRQS_OFF
160
161         /* Construct struct pt_regs on stack */
162         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
163         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
164         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
165         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
166         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
167         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
168         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
169         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
170         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
171         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
172         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
173         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
174         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
175         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
176         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
177         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
178
179         /*
180          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
181          * exit work, go straight to the slow path.
182          */
183         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
184         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
185         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
186
187 entry_SYSCALL_64_fastpath:
188         /*
189          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
190          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
191          * and jumps to the slow path.
192          */
193         TRACE_IRQS_ON
194         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
195 #if __SYSCALL_MASK == ~0
196         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
197 #else
198         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
199         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
200 #endif
201         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
202         movq    %r10, %rcx
203
204         /*
205          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
206          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
207          * and all argument registers are clobbered.
208          */
209         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
210 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
211
212         movq    %rax, RAX(%rsp)
213 1:
214
215         /*
216          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
217          * If we see that no exit work is required (which we are required
218          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
219          */
220         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
221         TRACE_IRQS_OFF
222         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
223         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
224         jnz     1f
225
226         LOCKDEP_SYS_EXIT
227         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
228         movq    RIP(%rsp), %rcx
229         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
230         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
231         movq    RSP(%rsp), %rsp
232         USERGS_SYSRET64
233
234 1:
235         /*
236          * The fast path looked good when we started, but something changed
237          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
238          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
239          */
240         TRACE_IRQS_ON
241         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
242         SAVE_EXTRA_REGS
243         movq    %rsp, %rdi
244         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
245         jmp     return_from_SYSCALL_64
246
247 entry_SYSCALL64_slow_path:
248         /* IRQs are off. */
249         SAVE_EXTRA_REGS
250         movq    %rsp, %rdi
251         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
252
253 return_from_SYSCALL_64:
254         RESTORE_EXTRA_REGS
255         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
256
257         /*
258          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
259          * a completely clean 64-bit userspace context.
260          */
261         movq    RCX(%rsp), %rcx
262         movq    RIP(%rsp), %r11
263         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
264         jne     opportunistic_sysret_failed
265
266         /*
267          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
268          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
269          * the kernel, since userspace controls RSP.
270          *
271          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
272          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
273          */
274         .ifne __VIRTUAL_MASK_SHIFT - 47
275         .error "virtual address width changed -- SYSRET checks need update"
276         .endif
277
278         /* Change top 16 bits to be the sign-extension of 47th bit */
279         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
280         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
281
282         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
283         cmpq    %rcx, %r11
284         jne     opportunistic_sysret_failed
285
286         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
287         jne     opportunistic_sysret_failed
288
289         movq    R11(%rsp), %r11
290         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
291         jne     opportunistic_sysret_failed
292
293         /*
294          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
295          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
296          * need to restore it correctly.
297          *
298          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
299          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
300          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
301          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
302          * this user code:
303          *
304          *           movq       $stuck_here, %rcx
305          *           pushfq
306          *           popq %r11
307          *   stuck_here:
308          *
309          * would never get past 'stuck_here'.
310          */
311         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
312         jnz     opportunistic_sysret_failed
313
314         /* nothing to check for RSP */
315
316         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
317         jne     opportunistic_sysret_failed
318
319         /*
320          * We win! This label is here just for ease of understanding
321          * perf profiles. Nothing jumps here.
322          */
323 syscall_return_via_sysret:
324         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
325         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
326         movq    RSP(%rsp), %rsp
327         USERGS_SYSRET64
328
329 opportunistic_sysret_failed:
330         SWAPGS
331         jmp     restore_c_regs_and_iret
332 END(entry_SYSCALL_64)
333
334 ENTRY(stub_ptregs_64)
335         /*
336          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
337          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
338          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
339          * the slow path, the extra regs are already saved.
340          *
341          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
342          * IRQs are on.
343          */
344         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
345         jne     1f
346
347         /*
348          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
349          * and jump to slow path
350          */
351         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
352         TRACE_IRQS_OFF
353         popq    %rax
354         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
355
356 1:
357         jmp     *%rax                           /* Called from C */
358 END(stub_ptregs_64)
359
360 .macro ptregs_stub func
361 ENTRY(ptregs_\func)
362         leaq    \func(%rip), %rax
363         jmp     stub_ptregs_64
364 END(ptregs_\func)
365 .endm
366
367 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
368 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
369 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
370 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
371 #include <asm/syscalls_64.h>
372
373 /*
374  * %rdi: prev task
375  * %rsi: next task
376  */
377 ENTRY(__switch_to_asm)
378         /*
379          * Save callee-saved registers
380          * This must match the order in inactive_task_frame
381          */
382         pushq   %rbp
383         pushq   %rbx
384         pushq   %r12
385         pushq   %r13
386         pushq   %r14
387         pushq   %r15
388
389         /* switch stack */
390         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
391         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
392
393 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
394         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
395         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
396 #endif
397
398         /* restore callee-saved registers */
399         popq    %r15
400         popq    %r14
401         popq    %r13
402         popq    %r12
403         popq    %rbx
404         popq    %rbp
405
406         jmp     __switch_to
407 END(__switch_to_asm)
408
409 /*
410  * A newly forked process directly context switches into this address.
411  *
412  * rax: prev task we switched from
413  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
414  * r12: kernel thread arg
415  */
416 ENTRY(ret_from_fork)
417         movq    %rax, %rdi
418         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
419
420         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
421         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
422
423 2:
424         movq    %rsp, %rdi
425         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
426         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
427         SWAPGS
428         jmp     restore_regs_and_iret
429
430 1:
431         /* kernel thread */
432         movq    %r12, %rdi
433         call    *%rbx
434         /*
435          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
436          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
437          * syscall.
438          */
439         movq    $0, RAX(%rsp)
440         jmp     2b
441 END(ret_from_fork)
442
443 /*
444  * Build the entry stubs with some assembler magic.
445  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
446  */
447         .align 8
448 ENTRY(irq_entries_start)
449     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
450     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
451         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
452     vector=vector+1
453         jmp     common_interrupt
454         .align  8
455     .endr
456 END(irq_entries_start)
457
458 /*
459  * Interrupt entry/exit.
460  *
461  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
462  *
463  * Entry runs with interrupts off.
464  */
465
466 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
467         .macro interrupt func
468         cld
469         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
470         SAVE_C_REGS
471         SAVE_EXTRA_REGS
472
473         testb   $3, CS(%rsp)
474         jz      1f
475
476         /*
477          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
478          * tracking that we're in kernel mode.
479          */
480         SWAPGS
481
482         /*
483          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
484          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
485          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
486          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
487          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
488          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
489          */
490         TRACE_IRQS_OFF
491
492         CALL_enter_from_user_mode
493
494 1:
495         /*
496          * Save previous stack pointer, optionally switch to interrupt stack.
497          * irq_count is used to check if a CPU is already on an interrupt stack
498          * or not. While this is essentially redundant with preempt_count it is
499          * a little cheaper to use a separate counter in the PDA (short of
500          * moving irq_enter into assembly, which would be too much work)
501          */
502         movq    %rsp, %rdi
503         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
504         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
505         pushq   %rdi
506         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
507         TRACE_IRQS_OFF
508
509         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
510         .endm
511
512         /*
513          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
514          * then jump to common_interrupt.
515          */
516         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
517 common_interrupt:
518         ASM_CLAC
519         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
520         interrupt do_IRQ
521         /* 0(%rsp): old RSP */
522 ret_from_intr:
523         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
524         TRACE_IRQS_OFF
525         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
526
527         /* Restore saved previous stack */
528         popq    %rsp
529
530         testb   $3, CS(%rsp)
531         jz      retint_kernel
532
533         /* Interrupt came from user space */
534 GLOBAL(retint_user)
535         mov     %rsp,%rdi
536         call    prepare_exit_to_usermode
537         TRACE_IRQS_IRETQ
538         SWAPGS
539         jmp     restore_regs_and_iret
540
541 /* Returning to kernel space */
542 retint_kernel:
543 #ifdef CONFIG_PREEMPT
544         /* Interrupts are off */
545         /* Check if we need preemption */
546         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
547         jnc     1f
548 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
549         jnz     1f
550         call    preempt_schedule_irq
551         jmp     0b
552 1:
553 #endif
554         /*
555          * The iretq could re-enable interrupts:
556          */
557         TRACE_IRQS_IRETQ
558
559 /*
560  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
561  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
562  */
563 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
564         RESTORE_EXTRA_REGS
565 restore_c_regs_and_iret:
566         RESTORE_C_REGS
567         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
568         INTERRUPT_RETURN
569
570 ENTRY(native_iret)
571         /*
572          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
573          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
574          */
575 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
576         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
577         jnz     native_irq_return_ldt
578 #endif
579
580 .global native_irq_return_iret
581 native_irq_return_iret:
582         /*
583          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
584          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
585          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
586          * Other faults here are fatal.
587          */
588         iretq
589
590 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
591 native_irq_return_ldt:
592         /*
593          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
594          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
595          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
596          * of the ESPFIX stack.
597          *
598          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
599          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
600          *
601          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
602          *
603          * --- top of ESPFIX stack ---
604          * SS
605          * RSP
606          * RFLAGS
607          * CS
608          * RIP  <-- RSP points here when we're done
609          * RAX  <-- espfix_waddr points here
610          * --- bottom of ESPFIX stack ---
611          */
612
613         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
614         SWAPGS
615         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
616         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
617         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
618         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
619         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
620         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
621         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
622         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
623         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
624         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
625         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
626         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
627         /* Now RAX == RSP. */
628
629         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
630         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
631
632         /*
633          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
634          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
635          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
636          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
637          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
638          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
639          */
640         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
641         SWAPGS
642         movq    %rax, %rsp
643
644         /*
645          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
646          * still read.
647          */
648         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
649
650         /*
651          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
652          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
653          * values.  We can now IRET back to userspace.
654          */
655         jmp     native_irq_return_iret
656 #endif
657 END(common_interrupt)
658
659 /*
660  * APIC interrupts.
661  */
662 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
663 ENTRY(\sym)
664         ASM_CLAC
665         pushq   $~(\num)
666 .Lcommon_\sym:
667         interrupt \do_sym
668         jmp     ret_from_intr
669 END(\sym)
670 .endm
671
672 #ifdef CONFIG_TRACING
673 #define trace(sym) trace_##sym
674 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
675
676 .macro trace_apicinterrupt num sym
677 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
678 .endm
679 #else
680 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
681 .endm
682 #endif
683
684 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
685 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
686 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
687 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
688 #else
689 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
690 # define POP_SECTION_IRQENTRY
691 #endif
692
693 .macro apicinterrupt num sym do_sym
694 PUSH_SECTION_IRQENTRY
695 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
696 trace_apicinterrupt \num \sym
697 POP_SECTION_IRQENTRY
698 .endm
699
700 #ifdef CONFIG_SMP
701 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
702 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
703 #endif
704
705 #ifdef CONFIG_X86_UV
706 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
707 #endif
708
709 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
710 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
711
712 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
713 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
714 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
715 #endif
716
717 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
718 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
719 #endif
720
721 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
722 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
723 #endif
724
725 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
726 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
727 #endif
728
729 #ifdef CONFIG_SMP
730 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
731 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
732 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
733 #endif
734
735 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
736 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
737
738 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
739 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
740 #endif
741
742 /*
743  * Exception entry points.
744  */
745 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
746
747 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
748 ENTRY(\sym)
749         /* Sanity check */
750         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
751         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
752         .endif
753
754         ASM_CLAC
755         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
756
757         .ifeq \has_error_code
758         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
759         .endif
760
761         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
762
763         .if \paranoid
764         .if \paranoid == 1
765         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
766         jnz     1f
767         .endif
768         call    paranoid_entry
769         .else
770         call    error_entry
771         .endif
772         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
773
774         .if \paranoid
775         .if \shift_ist != -1
776         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
777         .else
778         TRACE_IRQS_OFF
779         .endif
780         .endif
781
782         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
783
784         .if \has_error_code
785         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
786         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
787         .else
788         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
789         .endif
790
791         .if \shift_ist != -1
792         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
793         .endif
794
795         call    \do_sym
796
797         .if \shift_ist != -1
798         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
799         .endif
800
801         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
802         .if \paranoid
803         jmp     paranoid_exit
804         .else
805         jmp     error_exit
806         .endif
807
808         .if \paranoid == 1
809         /*
810          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
811          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
812          * run in real process context if user_mode(regs).
813          */
814 1:
815         call    error_entry
816
817
818         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
819         call    sync_regs
820         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
821
822         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
823
824         .if \has_error_code
825         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
826         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
827         .else
828         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
829         .endif
830
831         call    \do_sym
832
833         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
834         .endif
835 END(\sym)
836 .endm
837
838 #ifdef CONFIG_TRACING
839 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
840 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
841 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
842 .endm
843 #else
844 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
845 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
846 .endm
847 #endif
848
849 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
850 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
851 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
852 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
853 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
854 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
855 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
856 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
857 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
858 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
859 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
860 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
861 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
862
863
864         /*
865          * Reload gs selector with exception handling
866          * edi:  new selector
867          */
868 ENTRY(native_load_gs_index)
869         pushfq
870         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
871         SWAPGS
872 .Lgs_change:
873         movl    %edi, %gs
874 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
875         SWAPGS
876         popfq
877         ret
878 END(native_load_gs_index)
879 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
880
881         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
882         .section .fixup, "ax"
883         /* running with kernelgs */
884 bad_gs:
885         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
886 .macro ZAP_GS
887         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
888         movl $__USER_DS, %eax
889         movl %eax, %gs
890 .endm
891         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
892         xorl    %eax, %eax
893         movl    %eax, %gs
894         jmp     2b
895         .previous
896
897 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
898 ENTRY(do_softirq_own_stack)
899         pushq   %rbp
900         mov     %rsp, %rbp
901         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
902         cmove   PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
903         push    %rbp                            /* frame pointer backlink */
904         call    __do_softirq
905         leaveq
906         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
907         ret
908 END(do_softirq_own_stack)
909
910 #ifdef CONFIG_XEN
911 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
912
913 /*
914  * A note on the "critical region" in our callback handler.
915  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
916  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
917  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
918  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
919  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
920  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
921  * like to avoid the possibility.
922  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
923  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
924  * activation and restart the handler using the previous one.
925  */
926 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
927
928 /*
929  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
930  * see the correct pointer to the pt_regs
931  */
932         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
933 11:     incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
934         movq    %rsp, %rbp
935         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
936         pushq   %rbp                            /* frame pointer backlink */
937         call    xen_evtchn_do_upcall
938         popq    %rsp
939         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
940 #ifndef CONFIG_PREEMPT
941         call    xen_maybe_preempt_hcall
942 #endif
943         jmp     error_exit
944 END(xen_do_hypervisor_callback)
945
946 /*
947  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
948  * We get here for two reasons:
949  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
950  *  2. Fault while executing IRET
951  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
952  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
953  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
954  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
955  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
956  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
957  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
958  */
959 ENTRY(xen_failsafe_callback)
960         movl    %ds, %ecx
961         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
962         jne     1f
963         movl    %es, %ecx
964         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
965         jne     1f
966         movl    %fs, %ecx
967         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
968         jne     1f
969         movl    %gs, %ecx
970         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
971         jne     1f
972         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
973         movq    (%rsp), %rcx
974         movq    8(%rsp), %r11
975         addq    $0x30, %rsp
976         pushq   $0                              /* RIP */
977         pushq   %r11
978         pushq   %rcx
979         jmp     general_protection
980 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
981         movq    (%rsp), %rcx
982         movq    8(%rsp), %r11
983         addq    $0x30, %rsp
984         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
985         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
986         SAVE_C_REGS
987         SAVE_EXTRA_REGS
988         jmp     error_exit
989 END(xen_failsafe_callback)
990
991 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
992         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
993
994 #endif /* CONFIG_XEN */
995
996 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
997 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
998         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
999 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1000
1001 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1002 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1003 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1004
1005 #ifdef CONFIG_XEN
1006 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
1007 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
1008 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
1009 #endif
1010
1011 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1012 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
1013
1014 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1015 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1016 #endif
1017
1018 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1019 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1020 #endif
1021
1022 /*
1023  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1024  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1025  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1026  */
1027 ENTRY(paranoid_entry)
1028         cld
1029         SAVE_C_REGS 8
1030         SAVE_EXTRA_REGS 8
1031         movl    $1, %ebx
1032         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1033         rdmsr
1034         testl   %edx, %edx
1035         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1036         SWAPGS
1037         xorl    %ebx, %ebx
1038 1:      ret
1039 END(paranoid_entry)
1040
1041 /*
1042  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1043  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1044  * from kernel space.
1045  *
1046  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1047  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1048  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1049  * to try to handle preemption here.
1050  *
1051  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1052  */
1053 ENTRY(paranoid_exit)
1054         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1055         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1056         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1057         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1058         TRACE_IRQS_IRETQ
1059         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1060         jmp     paranoid_exit_restore
1061 paranoid_exit_no_swapgs:
1062         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1063 paranoid_exit_restore:
1064         RESTORE_EXTRA_REGS
1065         RESTORE_C_REGS
1066         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1067         INTERRUPT_RETURN
1068 END(paranoid_exit)
1069
1070 /*
1071  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1072  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1073  */
1074 ENTRY(error_entry)
1075         cld
1076         SAVE_C_REGS 8
1077         SAVE_EXTRA_REGS 8
1078         xorl    %ebx, %ebx
1079         testb   $3, CS+8(%rsp)
1080         jz      .Lerror_kernelspace
1081
1082         /*
1083          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1084          * from user mode due to an IRET fault.
1085          */
1086         SWAPGS
1087
1088 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1089         /*
1090          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1091          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1092          * (which can take locks).
1093          */
1094         TRACE_IRQS_OFF
1095         CALL_enter_from_user_mode
1096         ret
1097
1098 .Lerror_entry_done:
1099         TRACE_IRQS_OFF
1100         ret
1101
1102         /*
1103          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1104          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1105          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1106          * for these here too.
1107          */
1108 .Lerror_kernelspace:
1109         incl    %ebx
1110         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1111         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1112         je      .Lerror_bad_iret
1113         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1114         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1115         je      .Lbstep_iret
1116         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1117         jne     .Lerror_entry_done
1118
1119         /*
1120          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1121          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1122          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1123          */
1124         SWAPGS
1125         jmp .Lerror_entry_done
1126
1127 .Lbstep_iret:
1128         /* Fix truncated RIP */
1129         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1130         /* fall through */
1131
1132 .Lerror_bad_iret:
1133         /*
1134          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1135          * Switch to kernel gsbase:
1136          */
1137         SWAPGS
1138
1139         /*
1140          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1141          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1142          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1143          */
1144         mov     %rsp, %rdi
1145         call    fixup_bad_iret
1146         mov     %rax, %rsp
1147         decl    %ebx
1148         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1149 END(error_entry)
1150
1151
1152 /*
1153  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1154  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1155  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1156  */
1157 ENTRY(error_exit)
1158         movl    %ebx, %eax
1159         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1160         TRACE_IRQS_OFF
1161         testl   %eax, %eax
1162         jnz     retint_kernel
1163         jmp     retint_user
1164 END(error_exit)
1165
1166 /* Runs on exception stack */
1167 ENTRY(nmi)
1168         /*
1169          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1170          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1171          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1172          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1173          * slots past it.
1174          *
1175          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1176          * the "NMI executing" variable.
1177          */
1178         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1179
1180         /*
1181          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1182          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1183          * This means that we can have nested NMIs where the next
1184          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1185          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1186          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1187          * anyway.
1188          *
1189          * To handle this case we do the following:
1190          *  Check the a special location on the stack that contains
1191          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1192          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1193          *  is an NMI stack.
1194          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1195          *  stack then:
1196          *    o Set the special variable on the stack
1197          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1198          *      stack
1199          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1200          *    o Continue processing the NMI
1201          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1202          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1203          *    o return back to the first NMI
1204          *
1205          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1206          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1207          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1208          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1209          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1210          * NMI.
1211          *
1212          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1213          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1214          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1215          * other IST entries.
1216          */
1217
1218         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1219         pushq   %rdx
1220
1221         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1222         jz      .Lnmi_from_kernel
1223
1224         /*
1225          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1226          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1227          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1228          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1229          * are off.
1230          *
1231          * We also must not push anything to the stack before switching
1232          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1233          */
1234
1235         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1236         cld
1237         movq    %rsp, %rdx
1238         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1239         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1240         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1241         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1242         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1243         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1244         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1245         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1246         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1247         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1248         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1249         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1250         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1251         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1252         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1253         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1254         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1255         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1256         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1257         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1258         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1259         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1260
1261         /*
1262          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1263          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1264          * done with the NMI stack.
1265          */
1266
1267         movq    %rsp, %rdi
1268         movq    $-1, %rsi
1269         call    do_nmi
1270
1271         /*
1272          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1273          * work, because we don't want to enable interrupts.  Fortunately,
1274          * do_nmi doesn't modify pt_regs.
1275          */
1276         SWAPGS
1277         jmp     restore_c_regs_and_iret
1278
1279 .Lnmi_from_kernel:
1280         /*
1281          * Here's what our stack frame will look like:
1282          * +---------------------------------------------------------+
1283          * | original SS                                             |
1284          * | original Return RSP                                     |
1285          * | original RFLAGS                                         |
1286          * | original CS                                             |
1287          * | original RIP                                            |
1288          * +---------------------------------------------------------+
1289          * | temp storage for rdx                                    |
1290          * +---------------------------------------------------------+
1291          * | "NMI executing" variable                                |
1292          * +---------------------------------------------------------+
1293          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1294          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1295          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1296          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1297          * | iret RIP         }                                      |
1298          * +---------------------------------------------------------+
1299          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1300          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1301          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1302          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1303          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1304          * +---------------------------------------------------------+
1305          * | pt_regs                                                 |
1306          * +---------------------------------------------------------+
1307          *
1308          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1309          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1310          * space for the asm code here.
1311          *
1312          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1313          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1314          * processing.
1315          *
1316          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1317          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1318          * frame pointing to the final return target.
1319          */
1320
1321         /*
1322          * Determine whether we're a nested NMI.
1323          *
1324          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1325          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1326          * modify the "iret" frame because it's being written by
1327          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1328          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1329          * resume the outer NMI.
1330          */
1331
1332         movq    $repeat_nmi, %rdx
1333         cmpq    8(%rsp), %rdx
1334         ja      1f
1335         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1336         cmpq    8(%rsp), %rdx
1337         ja      nested_nmi_out
1338 1:
1339
1340         /*
1341          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1342          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1343          * before IRET.
1344          */
1345         cmpl    $1, -8(%rsp)
1346         je      nested_nmi
1347
1348         /*
1349          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1350          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1351          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1352          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1353          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1354          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1355          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1356          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1357          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1358          * "NMI executing".
1359          */
1360         lea     6*8(%rsp), %rdx
1361         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1362         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1363         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1364         ja      first_nmi
1365
1366         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1367         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1368         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1369         jb      first_nmi
1370
1371         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1372
1373         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1374         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1375
1376         /* This is a nested NMI. */
1377
1378 nested_nmi:
1379         /*
1380          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1381          * iteration of NMI handling.
1382          */
1383         subq    $8, %rsp
1384         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1385         pushq   $__KERNEL_DS
1386         pushq   %rdx
1387         pushfq
1388         pushq   $__KERNEL_CS
1389         pushq   $repeat_nmi
1390
1391         /* Put stack back */
1392         addq    $(6*8), %rsp
1393
1394 nested_nmi_out:
1395         popq    %rdx
1396
1397         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1398         INTERRUPT_RETURN
1399
1400 first_nmi:
1401         /* Restore rdx. */
1402         movq    (%rsp), %rdx
1403
1404         /* Make room for "NMI executing". */
1405         pushq   $0
1406
1407         /* Leave room for the "iret" frame */
1408         subq    $(5*8), %rsp
1409
1410         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1411         .rept 5
1412         pushq   11*8(%rsp)
1413         .endr
1414
1415         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1416
1417 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1418         /*
1419          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1420          * default because IRET is very expensive.
1421          */
1422         pushq   $0              /* SS */
1423         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1424         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1425         pushfq                  /* RFLAGS */
1426         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1427         pushq   $1f             /* RIP */
1428         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1429 1:
1430 #endif
1431
1432 repeat_nmi:
1433         /*
1434          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1435          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1436          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1437          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1438          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1439          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1440          * NMI will update.
1441          *
1442          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1443          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1444          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1445          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1446          * is zero.
1447          */
1448         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1449
1450         /*
1451          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1452          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1453          * it or it will end up containing garbage.
1454          */
1455         addq    $(10*8), %rsp
1456         .rept 5
1457         pushq   -6*8(%rsp)
1458         .endr
1459         subq    $(5*8), %rsp
1460 end_repeat_nmi:
1461
1462         /*
1463          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1464          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1465          * frame to point back to repeat_nmi.
1466          */
1467         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1468         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1469
1470         /*
1471          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1472          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1473          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1474          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1475          * exceptions might do.
1476          */
1477         call    paranoid_entry
1478
1479         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1480         movq    %rsp, %rdi
1481         movq    $-1, %rsi
1482         call    do_nmi
1483
1484         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1485         jnz     nmi_restore
1486 nmi_swapgs:
1487         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1488 nmi_restore:
1489         RESTORE_EXTRA_REGS
1490         RESTORE_C_REGS
1491
1492         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1493         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1494
1495         /*
1496          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1497          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1498          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1499          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1500          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1501          * hypercall page.
1502          */
1503         std
1504         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1505
1506         /*
1507          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1508          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1509          * mode, so this cannot result in a fault.
1510          */
1511         INTERRUPT_RETURN
1512 END(nmi)
1513
1514 ENTRY(ignore_sysret)
1515         mov     $-ENOSYS, %eax
1516         sysret
1517 END(ignore_sysret)
1518
1519 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1520         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1521         xorl    %ebp, %ebp
1522
1523         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1524         leaq    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1525
1526         call    do_exit
1527 1:      jmp 1b
1528 END(rewind_stack_do_exit)