]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/x86/entry/entry_64.S
c0373d6676744dc8c6121b4319e112ddf141d528
[karo-tx-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         pushq   %rax
590         pushq   %rdi
591         SWAPGS
592         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
593         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* RAX */
594         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* RIP */
595         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
596         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* CS */
597         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
598         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* RFLAGS */
599         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
600         movq    (6*8)(%rsp), %rax               /* SS */
601         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
602         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* RSP */
603         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
604         andl    $0xffff0000, %eax
605         popq    %rdi
606         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
607         SWAPGS
608         movq    %rax, %rsp
609         popq    %rax
610         jmp     native_irq_return_iret
611 #endif
612 END(common_interrupt)
613
614 /*
615  * APIC interrupts.
616  */
617 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
618 ENTRY(\sym)
619         ASM_CLAC
620         pushq   $~(\num)
621 .Lcommon_\sym:
622         interrupt \do_sym
623         jmp     ret_from_intr
624 END(\sym)
625 .endm
626
627 #ifdef CONFIG_TRACING
628 #define trace(sym) trace_##sym
629 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
630
631 .macro trace_apicinterrupt num sym
632 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
633 .endm
634 #else
635 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
636 .endm
637 #endif
638
639 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
640 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
641 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
642 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
643 #else
644 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
645 # define POP_SECTION_IRQENTRY
646 #endif
647
648 .macro apicinterrupt num sym do_sym
649 PUSH_SECTION_IRQENTRY
650 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
651 trace_apicinterrupt \num \sym
652 POP_SECTION_IRQENTRY
653 .endm
654
655 #ifdef CONFIG_SMP
656 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
657 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
658 #endif
659
660 #ifdef CONFIG_X86_UV
661 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
662 #endif
663
664 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
665 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
666
667 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
668 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
669 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
670 #endif
671
672 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
673 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
674 #endif
675
676 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
677 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
678 #endif
679
680 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
681 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
682 #endif
683
684 #ifdef CONFIG_SMP
685 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
686 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
687 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
688 #endif
689
690 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
691 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
692
693 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
694 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
695 #endif
696
697 /*
698  * Exception entry points.
699  */
700 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
701
702 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
703 ENTRY(\sym)
704         /* Sanity check */
705         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
706         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
707         .endif
708
709         ASM_CLAC
710         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
711
712         .ifeq \has_error_code
713         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
714         .endif
715
716         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
717
718         .if \paranoid
719         .if \paranoid == 1
720         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
721         jnz     1f
722         .endif
723         call    paranoid_entry
724         .else
725         call    error_entry
726         .endif
727         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
728
729         .if \paranoid
730         .if \shift_ist != -1
731         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
732         .else
733         TRACE_IRQS_OFF
734         .endif
735         .endif
736
737         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
738
739         .if \has_error_code
740         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
741         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
742         .else
743         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
744         .endif
745
746         .if \shift_ist != -1
747         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
748         .endif
749
750         call    \do_sym
751
752         .if \shift_ist != -1
753         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
754         .endif
755
756         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
757         .if \paranoid
758         jmp     paranoid_exit
759         .else
760         jmp     error_exit
761         .endif
762
763         .if \paranoid == 1
764         /*
765          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
766          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
767          * run in real process context if user_mode(regs).
768          */
769 1:
770         call    error_entry
771
772
773         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
774         call    sync_regs
775         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
776
777         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
778
779         .if \has_error_code
780         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
781         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
782         .else
783         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
784         .endif
785
786         call    \do_sym
787
788         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
789         .endif
790 END(\sym)
791 .endm
792
793 #ifdef CONFIG_TRACING
794 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
795 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
796 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
797 .endm
798 #else
799 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
800 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
801 .endm
802 #endif
803
804 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
805 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
806 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
807 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
808 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
809 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
810 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
811 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
812 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
813 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
814 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
815 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
816 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
817
818
819         /*
820          * Reload gs selector with exception handling
821          * edi:  new selector
822          */
823 ENTRY(native_load_gs_index)
824         pushfq
825         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
826         SWAPGS
827 .Lgs_change:
828         movl    %edi, %gs
829 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
830         SWAPGS
831         popfq
832         ret
833 END(native_load_gs_index)
834
835         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
836         .section .fixup, "ax"
837         /* running with kernelgs */
838 bad_gs:
839         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
840 .macro ZAP_GS
841         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
842         movl $__USER_DS, %eax
843         movl %eax, %gs
844 .endm
845         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
846         xorl    %eax, %eax
847         movl    %eax, %gs
848         jmp     2b
849         .previous
850
851 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
852 ENTRY(do_softirq_own_stack)
853         pushq   %rbp
854         mov     %rsp, %rbp
855         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
856         cmove   PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
857         push    %rbp                            /* frame pointer backlink */
858         call    __do_softirq
859         leaveq
860         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
861         ret
862 END(do_softirq_own_stack)
863
864 #ifdef CONFIG_XEN
865 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
866
867 /*
868  * A note on the "critical region" in our callback handler.
869  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
870  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
871  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
872  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
873  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
874  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
875  * like to avoid the possibility.
876  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
877  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
878  * activation and restart the handler using the previous one.
879  */
880 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
881
882 /*
883  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
884  * see the correct pointer to the pt_regs
885  */
886         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
887 11:     incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
888         movq    %rsp, %rbp
889         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
890         pushq   %rbp                            /* frame pointer backlink */
891         call    xen_evtchn_do_upcall
892         popq    %rsp
893         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
894 #ifndef CONFIG_PREEMPT
895         call    xen_maybe_preempt_hcall
896 #endif
897         jmp     error_exit
898 END(xen_do_hypervisor_callback)
899
900 /*
901  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
902  * We get here for two reasons:
903  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
904  *  2. Fault while executing IRET
905  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
906  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
907  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
908  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
909  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
910  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
911  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
912  */
913 ENTRY(xen_failsafe_callback)
914         movl    %ds, %ecx
915         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
916         jne     1f
917         movl    %es, %ecx
918         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
919         jne     1f
920         movl    %fs, %ecx
921         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
922         jne     1f
923         movl    %gs, %ecx
924         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
925         jne     1f
926         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
927         movq    (%rsp), %rcx
928         movq    8(%rsp), %r11
929         addq    $0x30, %rsp
930         pushq   $0                              /* RIP */
931         pushq   %r11
932         pushq   %rcx
933         jmp     general_protection
934 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
935         movq    (%rsp), %rcx
936         movq    8(%rsp), %r11
937         addq    $0x30, %rsp
938         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
939         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
940         SAVE_C_REGS
941         SAVE_EXTRA_REGS
942         jmp     error_exit
943 END(xen_failsafe_callback)
944
945 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
946         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
947
948 #endif /* CONFIG_XEN */
949
950 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
951 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
952         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
953 #endif /* CONFIG_HYPERV */
954
955 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
956 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
957 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
958
959 #ifdef CONFIG_XEN
960 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
961 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
962 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
963 #endif
964
965 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
966 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
967
968 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
969 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
970 #endif
971
972 #ifdef CONFIG_X86_MCE
973 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
974 #endif
975
976 /*
977  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
978  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
979  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
980  */
981 ENTRY(paranoid_entry)
982         cld
983         SAVE_C_REGS 8
984         SAVE_EXTRA_REGS 8
985         movl    $1, %ebx
986         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
987         rdmsr
988         testl   %edx, %edx
989         js      1f                              /* negative -> in kernel */
990         SWAPGS
991         xorl    %ebx, %ebx
992 1:      ret
993 END(paranoid_entry)
994
995 /*
996  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
997  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
998  * from kernel space.
999  *
1000  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1001  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1002  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1003  * to try to handle preemption here.
1004  *
1005  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1006  */
1007 ENTRY(paranoid_exit)
1008         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1009         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1010         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1011         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1012         TRACE_IRQS_IRETQ
1013         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1014         jmp     paranoid_exit_restore
1015 paranoid_exit_no_swapgs:
1016         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1017 paranoid_exit_restore:
1018         RESTORE_EXTRA_REGS
1019         RESTORE_C_REGS
1020         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1021         INTERRUPT_RETURN
1022 END(paranoid_exit)
1023
1024 /*
1025  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1026  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1027  */
1028 ENTRY(error_entry)
1029         cld
1030         SAVE_C_REGS 8
1031         SAVE_EXTRA_REGS 8
1032         xorl    %ebx, %ebx
1033         testb   $3, CS+8(%rsp)
1034         jz      .Lerror_kernelspace
1035
1036 .Lerror_entry_from_usermode_swapgs:
1037         /*
1038          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1039          * from user mode due to an IRET fault.
1040          */
1041         SWAPGS
1042
1043 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1044         /*
1045          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1046          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1047          * (which can take locks).
1048          */
1049         TRACE_IRQS_OFF
1050         CALL_enter_from_user_mode
1051         ret
1052
1053 .Lerror_entry_done:
1054         TRACE_IRQS_OFF
1055         ret
1056
1057         /*
1058          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1059          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1060          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1061          * for these here too.
1062          */
1063 .Lerror_kernelspace:
1064         incl    %ebx
1065         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1066         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1067         je      .Lerror_bad_iret
1068         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1069         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1070         je      .Lbstep_iret
1071         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1072         jne     .Lerror_entry_done
1073
1074         /*
1075          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1076          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1077          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1078          */
1079         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_swapgs
1080
1081 .Lbstep_iret:
1082         /* Fix truncated RIP */
1083         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1084         /* fall through */
1085
1086 .Lerror_bad_iret:
1087         /*
1088          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1089          * Switch to kernel gsbase:
1090          */
1091         SWAPGS
1092
1093         /*
1094          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1095          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1096          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1097          */
1098         mov     %rsp, %rdi
1099         call    fixup_bad_iret
1100         mov     %rax, %rsp
1101         decl    %ebx
1102         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1103 END(error_entry)
1104
1105
1106 /*
1107  * On entry, EBS is a "return to kernel mode" flag:
1108  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1109  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1110  */
1111 ENTRY(error_exit)
1112         movl    %ebx, %eax
1113         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1114         TRACE_IRQS_OFF
1115         testl   %eax, %eax
1116         jnz     retint_kernel
1117         jmp     retint_user
1118 END(error_exit)
1119
1120 /* Runs on exception stack */
1121 ENTRY(nmi)
1122         /*
1123          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1124          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1125          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1126          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1127          * slots past it.
1128          *
1129          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1130          * the "NMI executing" variable.
1131          */
1132         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1133
1134         /*
1135          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1136          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1137          * This means that we can have nested NMIs where the next
1138          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1139          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1140          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1141          * anyway.
1142          *
1143          * To handle this case we do the following:
1144          *  Check the a special location on the stack that contains
1145          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1146          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1147          *  is an NMI stack.
1148          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1149          *  stack then:
1150          *    o Set the special variable on the stack
1151          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1152          *      stack
1153          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1154          *    o Continue processing the NMI
1155          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1156          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1157          *    o return back to the first NMI
1158          *
1159          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1160          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1161          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1162          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1163          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1164          * NMI.
1165          *
1166          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1167          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1168          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1169          * other IST entries.
1170          */
1171
1172         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1173         pushq   %rdx
1174
1175         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1176         jz      .Lnmi_from_kernel
1177
1178         /*
1179          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1180          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1181          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1182          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1183          * are off.
1184          *
1185          * We also must not push anything to the stack before switching
1186          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1187          */
1188
1189         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1190         cld
1191         movq    %rsp, %rdx
1192         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1193         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1194         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1195         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1196         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1197         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1198         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1199         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1200         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1201         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1202         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1203         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1204         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1205         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1206         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1207         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1208         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1209         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1210         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1211         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1212         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1213         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1214
1215         /*
1216          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1217          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1218          * done with the NMI stack.
1219          */
1220
1221         movq    %rsp, %rdi
1222         movq    $-1, %rsi
1223         call    do_nmi
1224
1225         /*
1226          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1227          * work, because we don't want to enable interrupts.  Fortunately,
1228          * do_nmi doesn't modify pt_regs.
1229          */
1230         SWAPGS
1231         jmp     restore_c_regs_and_iret
1232
1233 .Lnmi_from_kernel:
1234         /*
1235          * Here's what our stack frame will look like:
1236          * +---------------------------------------------------------+
1237          * | original SS                                             |
1238          * | original Return RSP                                     |
1239          * | original RFLAGS                                         |
1240          * | original CS                                             |
1241          * | original RIP                                            |
1242          * +---------------------------------------------------------+
1243          * | temp storage for rdx                                    |
1244          * +---------------------------------------------------------+
1245          * | "NMI executing" variable                                |
1246          * +---------------------------------------------------------+
1247          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1248          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1249          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1250          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1251          * | iret RIP         }                                      |
1252          * +---------------------------------------------------------+
1253          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1254          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1255          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1256          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1257          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1258          * +---------------------------------------------------------+
1259          * | pt_regs                                                 |
1260          * +---------------------------------------------------------+
1261          *
1262          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1263          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1264          * space for the asm code here.
1265          *
1266          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1267          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1268          * processing.
1269          *
1270          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1271          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1272          * frame pointing to the final return target.
1273          */
1274
1275         /*
1276          * Determine whether we're a nested NMI.
1277          *
1278          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1279          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1280          * modify the "iret" frame because it's being written by
1281          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1282          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1283          * resume the outer NMI.
1284          */
1285
1286         movq    $repeat_nmi, %rdx
1287         cmpq    8(%rsp), %rdx
1288         ja      1f
1289         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1290         cmpq    8(%rsp), %rdx
1291         ja      nested_nmi_out
1292 1:
1293
1294         /*
1295          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1296          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1297          * before IRET.
1298          */
1299         cmpl    $1, -8(%rsp)
1300         je      nested_nmi
1301
1302         /*
1303          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1304          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1305          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1306          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1307          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1308          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1309          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1310          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1311          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1312          * "NMI executing".
1313          */
1314         lea     6*8(%rsp), %rdx
1315         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1316         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1317         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1318         ja      first_nmi
1319
1320         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1321         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1322         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1323         jb      first_nmi
1324
1325         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1326
1327         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1328         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1329
1330         /* This is a nested NMI. */
1331
1332 nested_nmi:
1333         /*
1334          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1335          * iteration of NMI handling.
1336          */
1337         subq    $8, %rsp
1338         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1339         pushq   $__KERNEL_DS
1340         pushq   %rdx
1341         pushfq
1342         pushq   $__KERNEL_CS
1343         pushq   $repeat_nmi
1344
1345         /* Put stack back */
1346         addq    $(6*8), %rsp
1347
1348 nested_nmi_out:
1349         popq    %rdx
1350
1351         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1352         INTERRUPT_RETURN
1353
1354 first_nmi:
1355         /* Restore rdx. */
1356         movq    (%rsp), %rdx
1357
1358         /* Make room for "NMI executing". */
1359         pushq   $0
1360
1361         /* Leave room for the "iret" frame */
1362         subq    $(5*8), %rsp
1363
1364         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1365         .rept 5
1366         pushq   11*8(%rsp)
1367         .endr
1368
1369         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1370
1371 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1372         /*
1373          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1374          * default because IRET is very expensive.
1375          */
1376         pushq   $0              /* SS */
1377         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1378         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1379         pushfq                  /* RFLAGS */
1380         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1381         pushq   $1f             /* RIP */
1382         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1383 1:
1384 #endif
1385
1386 repeat_nmi:
1387         /*
1388          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1389          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1390          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1391          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1392          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1393          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1394          * NMI will update.
1395          *
1396          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1397          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1398          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1399          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1400          * is zero.
1401          */
1402         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1403
1404         /*
1405          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1406          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1407          * it or it will end up containing garbage.
1408          */
1409         addq    $(10*8), %rsp
1410         .rept 5
1411         pushq   -6*8(%rsp)
1412         .endr
1413         subq    $(5*8), %rsp
1414 end_repeat_nmi:
1415
1416         /*
1417          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1418          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1419          * frame to point back to repeat_nmi.
1420          */
1421         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1422         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1423
1424         /*
1425          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1426          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1427          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1428          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1429          * exceptions might do.
1430          */
1431         call    paranoid_entry
1432
1433         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1434         movq    %rsp, %rdi
1435         movq    $-1, %rsi
1436         call    do_nmi
1437
1438         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1439         jnz     nmi_restore
1440 nmi_swapgs:
1441         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1442 nmi_restore:
1443         RESTORE_EXTRA_REGS
1444         RESTORE_C_REGS
1445
1446         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1447         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1448
1449         /*
1450          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1451          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1452          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1453          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1454          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1455          * hypercall page.
1456          */
1457         std
1458         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1459
1460         /*
1461          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1462          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1463          * mode, so this cannot result in a fault.
1464          */
1465         INTERRUPT_RETURN
1466 END(nmi)
1467
1468 ENTRY(ignore_sysret)
1469         mov     $-ENOSYS, %eax
1470         sysret
1471 END(ignore_sysret)
1472
1473 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1474         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1475         xorl    %ebp, %ebp
1476
1477         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1478         leaq    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1479
1480         call    do_exit
1481 1:      jmp 1b
1482 END(rewind_stack_do_exit)