hugetlb: introduce generic version of hugetlb_free_pgd_range
[linux/fpc-iii.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
blob4d7a2d9d44cfec5928b902cef1bca9bca29093a6
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  *  linux/arch/x86_64/entry.S
4  *
5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
6  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
7  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
8  *
9  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
10  *
11  * Some of this is documented in Documentation/x86/entry_64.txt
12  *
13  * A note on terminology:
14  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
15  *                      at the top of the kernel process stack.
16  *
17  * Some macro usage:
18  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
19  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
20  * - idtentry:          Define exception entry points.
21  */
22 #include <linux/linkage.h>
23 #include <asm/segment.h>
24 #include <asm/cache.h>
25 #include <asm/errno.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 <asm/frame.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <linux/err.h>
43 #include "calling.h"
45 .code64
46 .section .entry.text, "ax"
48 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
49 ENTRY(native_usergs_sysret64)
50         UNWIND_HINT_EMPTY
51         swapgs
52         sysretq
53 END(native_usergs_sysret64)
54 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
56 .macro TRACE_IRQS_FLAGS flags:req
57 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
58         btl     $9, \flags              /* interrupts off? */
59         jnc     1f
60         TRACE_IRQS_ON
62 #endif
63 .endm
65 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
66         TRACE_IRQS_FLAGS EFLAGS(%rsp)
67 .endm
70  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
71  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
72  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
73  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
74  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
75  *
76  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
77  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
78  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
79  */
80 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
82 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
83         call    debug_stack_set_zero
84         TRACE_IRQS_OFF
85         call    debug_stack_reset
86 .endm
88 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
89         call    debug_stack_set_zero
90         TRACE_IRQS_ON
91         call    debug_stack_reset
92 .endm
94 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
95         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
96         jnc     1f
97         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
99 .endm
101 #else
102 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
103 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
104 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
105 #endif
108  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
110  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
111  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
112  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
113  * available when SYSCALL is used.
115  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
116  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
117  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
118  * clock_gettimeofday fallback.
120  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
121  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
122  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
123  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
124  * and does not change rsp.
126  * Registers on entry:
127  * rax  system call number
128  * rcx  return address
129  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
130  * rdi  arg0
131  * rsi  arg1
132  * rdx  arg2
133  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
134  * r8   arg4
135  * r9   arg5
136  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
138  * Only called from user space.
140  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
141  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
142  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
143  */
145 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
146         UNWIND_HINT_EMPTY
147         /*
148          * Interrupts are off on entry.
149          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
150          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
151          */
153         swapgs
154         /* tss.sp2 is scratch space. */
155         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)
156         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rsp
157         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
159         /* Construct struct pt_regs on stack */
160         pushq   $__USER_DS                              /* pt_regs->ss */
161         pushq   PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp2)       /* pt_regs->sp */
162         pushq   %r11                                    /* pt_regs->flags */
163         pushq   $__USER_CS                              /* pt_regs->cs */
164         pushq   %rcx                                    /* pt_regs->ip */
165 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
166         pushq   %rax                                    /* pt_regs->orig_ax */
168         PUSH_AND_CLEAR_REGS rax=$-ENOSYS
170         TRACE_IRQS_OFF
172         /* IRQs are off. */
173         movq    %rax, %rdi
174         movq    %rsp, %rsi
175         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
177         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
179         /*
180          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
181          * a completely clean 64-bit userspace context.  If we're not,
182          * go to the slow exit path.
183          */
184         movq    RCX(%rsp), %rcx
185         movq    RIP(%rsp), %r11
187         cmpq    %rcx, %r11      /* SYSRET requires RCX == RIP */
188         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
190         /*
191          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
192          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
193          * the kernel, since userspace controls RSP.
194          *
195          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
196          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
197          *
198          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
199          * depending on paging mode) in the address.
200          */
201 #ifdef CONFIG_X86_5LEVEL
202         ALTERNATIVE "shl $(64 - 48), %rcx; sar $(64 - 48), %rcx", \
203                 "shl $(64 - 57), %rcx; sar $(64 - 57), %rcx", X86_FEATURE_LA57
204 #else
205         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
206         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
207 #endif
209         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
210         cmpq    %rcx, %r11
211         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
213         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
214         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
216         movq    R11(%rsp), %r11
217         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
218         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
220         /*
221          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
222          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
223          * need to restore it correctly.
224          *
225          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
226          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
227          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
228          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
229          * this user code:
230          *
231          *           movq       $stuck_here, %rcx
232          *           pushfq
233          *           popq %r11
234          *   stuck_here:
235          *
236          * would never get past 'stuck_here'.
237          */
238         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
239         jnz     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
241         /* nothing to check for RSP */
243         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
244         jne     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
246         /*
247          * We win! This label is here just for ease of understanding
248          * perf profiles. Nothing jumps here.
249          */
250 syscall_return_via_sysret:
251         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
252         UNWIND_HINT_EMPTY
253         POP_REGS pop_rdi=0 skip_r11rcx=1
255         /*
256          * Now all regs are restored except RSP and RDI.
257          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
258          */
259         movq    %rsp, %rdi
260         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
262         pushq   RSP-RDI(%rdi)   /* RSP */
263         pushq   (%rdi)          /* RDI */
265         /*
266          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
267          * We can do future final exit work right here.
268          */
269         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
271         popq    %rdi
272         popq    %rsp
273         USERGS_SYSRET64
274 END(entry_SYSCALL_64)
277  * %rdi: prev task
278  * %rsi: next task
279  */
280 ENTRY(__switch_to_asm)
281         UNWIND_HINT_FUNC
282         /*
283          * Save callee-saved registers
284          * This must match the order in inactive_task_frame
285          */
286         pushq   %rbp
287         pushq   %rbx
288         pushq   %r12
289         pushq   %r13
290         pushq   %r14
291         pushq   %r15
293         /* switch stack */
294         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
295         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
297 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
298         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
299         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
300 #endif
302 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
303         /*
304          * When switching from a shallower to a deeper call stack
305          * the RSB may either underflow or use entries populated
306          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
307          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
308          * speculative execution to prevent attack.
309          */
310         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
311 #endif
313         /* restore callee-saved registers */
314         popq    %r15
315         popq    %r14
316         popq    %r13
317         popq    %r12
318         popq    %rbx
319         popq    %rbp
321         jmp     __switch_to
322 END(__switch_to_asm)
325  * A newly forked process directly context switches into this address.
327  * rax: prev task we switched from
328  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
329  * r12: kernel thread arg
330  */
331 ENTRY(ret_from_fork)
332         UNWIND_HINT_EMPTY
333         movq    %rax, %rdi
334         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
336         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
337         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
340         UNWIND_HINT_REGS
341         movq    %rsp, %rdi
342         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
343         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
344         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
347         /* kernel thread */
348         UNWIND_HINT_EMPTY
349         movq    %r12, %rdi
350         CALL_NOSPEC %rbx
351         /*
352          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
353          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
354          * syscall.
355          */
356         movq    $0, RAX(%rsp)
357         jmp     2b
358 END(ret_from_fork)
361  * Build the entry stubs with some assembler magic.
362  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
363  */
364         .align 8
365 ENTRY(irq_entries_start)
366     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
367     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
368         UNWIND_HINT_IRET_REGS
369         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
370         jmp     common_interrupt
371         .align  8
372         vector=vector+1
373     .endr
374 END(irq_entries_start)
376 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
377 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
378         pushq %rax
379         SAVE_FLAGS(CLBR_RAX)
380         testl $X86_EFLAGS_IF, %eax
381         jz .Lokay_\@
382         ud2
383 .Lokay_\@:
384         popq %rax
385 #endif
386 .endm
389  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
390  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
391  * Requires kernel GSBASE.
393  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
394  */
395 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp save_ret=0
396         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
398         .if \save_ret
399         /*
400          * If save_ret is set, the original stack contains one additional
401          * entry -- the return address. Therefore, move the address one
402          * entry below %rsp to \old_rsp.
403          */
404         leaq    8(%rsp), \old_rsp
405         .else
406         movq    %rsp, \old_rsp
407         .endif
409         .if \regs
410         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
411         .endif
413         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
414         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
416         /*
417          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
418          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
419          *
420          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
421          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
422          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
423          * handler.
424          *
425          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
426          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
427          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
428          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
429          */
431         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
432         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
434 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
435         /*
436          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
437          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
438          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
439          * of bug quickly.
440          */
441         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
442         je      .Lirq_stack_okay\@
443         ud2
444         .Lirq_stack_okay\@:
445 #endif
447 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
448         pushq   \old_rsp
450         .if \regs
451         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
452         .endif
454         .if \save_ret
455         /*
456          * Push the return address to the stack. This return address can
457          * be found at the "real" original RSP, which was offset by 8 at
458          * the beginning of this macro.
459          */
460         pushq   -8(\old_rsp)
461         .endif
462 .endm
465  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
466  */
467 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
468         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
469         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
470         popq    %rsp
472         .if \regs
473         UNWIND_HINT_REGS
474         .endif
476         /*
477          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
478          * the irq stack but we're not on it.
479          */
481         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
482 .endm
485  * Interrupt entry helper function.
487  * Entry runs with interrupts off. Stack layout at entry:
488  * +----------------------------------------------------+
489  * | regs->ss                                           |
490  * | regs->rsp                                          |
491  * | regs->eflags                                       |
492  * | regs->cs                                           |
493  * | regs->ip                                           |
494  * +----------------------------------------------------+
495  * | regs->orig_ax = ~(interrupt number)                |
496  * +----------------------------------------------------+
497  * | return address                                     |
498  * +----------------------------------------------------+
499  */
500 ENTRY(interrupt_entry)
501         UNWIND_HINT_FUNC
502         ASM_CLAC
503         cld
505         testb   $3, CS-ORIG_RAX+8(%rsp)
506         jz      1f
507         SWAPGS
509         /*
510          * Switch to the thread stack. The IRET frame and orig_ax are
511          * on the stack, as well as the return address. RDI..R12 are
512          * not (yet) on the stack and space has not (yet) been
513          * allocated for them.
514          */
515         pushq   %rdi
517         /* Need to switch before accessing the thread stack. */
518         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi
519         movq    %rsp, %rdi
520         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
522          /*
523           * We have RDI, return address, and orig_ax on the stack on
524           * top of the IRET frame. That means offset=24
525           */
526         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdi offset=24
528         pushq   7*8(%rdi)               /* regs->ss */
529         pushq   6*8(%rdi)               /* regs->rsp */
530         pushq   5*8(%rdi)               /* regs->eflags */
531         pushq   4*8(%rdi)               /* regs->cs */
532         pushq   3*8(%rdi)               /* regs->ip */
533         pushq   2*8(%rdi)               /* regs->orig_ax */
534         pushq   8(%rdi)                 /* return address */
535         UNWIND_HINT_FUNC
537         movq    (%rdi), %rdi
540         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
541         ENCODE_FRAME_POINTER 8
543         testb   $3, CS+8(%rsp)
544         jz      1f
546         /*
547          * IRQ from user mode.
548          *
549          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
550          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
551          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF is idempotent,
552          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
553          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
554          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
555          */
556         TRACE_IRQS_OFF
558         CALL_enter_from_user_mode
561         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi save_ret=1
562         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
563         TRACE_IRQS_OFF
565         ret
566 END(interrupt_entry)
569 /* Interrupt entry/exit. */
571         /*
572          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
573          * then jump to common_interrupt.
574          */
575         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
576 common_interrupt:
577         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
578         call    interrupt_entry
579         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
580         call    do_IRQ  /* rdi points to pt_regs */
581         /* 0(%rsp): old RSP */
582 ret_from_intr:
583         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
584         TRACE_IRQS_OFF
586         LEAVE_IRQ_STACK
588         testb   $3, CS(%rsp)
589         jz      retint_kernel
591         /* Interrupt came from user space */
592 GLOBAL(retint_user)
593         mov     %rsp,%rdi
594         call    prepare_exit_to_usermode
595         TRACE_IRQS_IRETQ
597 GLOBAL(swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode)
598 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
599         /* Assert that pt_regs indicates user mode. */
600         testb   $3, CS(%rsp)
601         jnz     1f
602         ud2
604 #endif
605         POP_REGS pop_rdi=0
607         /*
608          * The stack is now user RDI, orig_ax, RIP, CS, EFLAGS, RSP, SS.
609          * Save old stack pointer and switch to trampoline stack.
610          */
611         movq    %rsp, %rdi
612         movq    PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw + TSS_sp0), %rsp
614         /* Copy the IRET frame to the trampoline stack. */
615         pushq   6*8(%rdi)       /* SS */
616         pushq   5*8(%rdi)       /* RSP */
617         pushq   4*8(%rdi)       /* EFLAGS */
618         pushq   3*8(%rdi)       /* CS */
619         pushq   2*8(%rdi)       /* RIP */
621         /* Push user RDI on the trampoline stack. */
622         pushq   (%rdi)
624         /*
625          * We are on the trampoline stack.  All regs except RDI are live.
626          * We can do future final exit work right here.
627          */
629         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
631         /* Restore RDI. */
632         popq    %rdi
633         SWAPGS
634         INTERRUPT_RETURN
637 /* Returning to kernel space */
638 retint_kernel:
639 #ifdef CONFIG_PREEMPT
640         /* Interrupts are off */
641         /* Check if we need preemption */
642         btl     $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
643         jnc     1f
644 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
645         jnz     1f
646         call    preempt_schedule_irq
647         jmp     0b
649 #endif
650         /*
651          * The iretq could re-enable interrupts:
652          */
653         TRACE_IRQS_IRETQ
655 GLOBAL(restore_regs_and_return_to_kernel)
656 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
657         /* Assert that pt_regs indicates kernel mode. */
658         testb   $3, CS(%rsp)
659         jz      1f
660         ud2
662 #endif
663         POP_REGS
664         addq    $8, %rsp        /* skip regs->orig_ax */
665         /*
666          * ARCH_HAS_MEMBARRIER_SYNC_CORE rely on IRET core serialization
667          * when returning from IPI handler.
668          */
669         INTERRUPT_RETURN
671 ENTRY(native_iret)
672         UNWIND_HINT_IRET_REGS
673         /*
674          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
675          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
676          */
677 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
678         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
679         jnz     native_irq_return_ldt
680 #endif
682 .global native_irq_return_iret
683 native_irq_return_iret:
684         /*
685          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
686          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
687          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
688          * Other faults here are fatal.
689          */
690         iretq
692 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
693 native_irq_return_ldt:
694         /*
695          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
696          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
697          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
698          * of the ESPFIX stack.
699          *
700          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
701          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
702          *
703          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
704          *
705          * --- top of ESPFIX stack ---
706          * SS
707          * RSP
708          * RFLAGS
709          * CS
710          * RIP  <-- RSP points here when we're done
711          * RAX  <-- espfix_waddr points here
712          * --- bottom of ESPFIX stack ---
713          */
715         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
716         SWAPGS                                  /* to kernel GS */
717         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdi   /* to kernel CR3 */
719         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
720         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
721         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
722         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
723         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
724         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
725         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
726         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
727         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
728         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
729         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
730         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
731         /* Now RAX == RSP. */
733         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
735         /*
736          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
737          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
738          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
739          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
740          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
741          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
742          */
743         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
745         SWITCH_TO_USER_CR3_STACK scratch_reg=%rdi
746         SWAPGS                                  /* to user GS */
747         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
749         movq    %rax, %rsp
750         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
752         /*
753          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
754          * still read.
755          */
756         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
758         /*
759          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
760          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
761          * values.  We can now IRET back to userspace.
762          */
763         jmp     native_irq_return_iret
764 #endif
765 END(common_interrupt)
768  * APIC interrupts.
769  */
770 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
771 ENTRY(\sym)
772         UNWIND_HINT_IRET_REGS
773         pushq   $~(\num)
774 .Lcommon_\sym:
775         call    interrupt_entry
776         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
777         call    \do_sym /* rdi points to pt_regs */
778         jmp     ret_from_intr
779 END(\sym)
780 .endm
782 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
783 #define PUSH_SECTION_IRQENTRY   .pushsection .irqentry.text, "ax"
784 #define POP_SECTION_IRQENTRY    .popsection
786 .macro apicinterrupt num sym do_sym
787 PUSH_SECTION_IRQENTRY
788 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
789 POP_SECTION_IRQENTRY
790 .endm
792 #ifdef CONFIG_SMP
793 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
794 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
795 #endif
797 #ifdef CONFIG_X86_UV
798 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
799 #endif
801 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
802 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
804 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
805 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
806 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
807 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
808 #endif
810 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
811 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
812 #endif
814 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
815 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
816 #endif
818 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
819 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
820 #endif
822 #ifdef CONFIG_SMP
823 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
824 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
825 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
826 #endif
828 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
829 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
831 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
832 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
833 #endif
836  * Exception entry points.
837  */
838 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss_rw) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
841  * idtentry - Generate an IDT entry stub
842  * @sym:                Name of the generated entry point
843  * @do_sym:             C function to be called
844  * @has_error_code:     True if this IDT vector has an error code on the stack
845  * @paranoid:           non-zero means that this vector may be invoked from
846  *                      kernel mode with user GSBASE and/or user CR3.
847  *                      2 is special -- see below.
848  * @shift_ist:          Set to an IST index if entries from kernel mode should
849  *                      decrement the IST stack so that nested entries get a
850  *                      fresh stack.  (This is for #DB, which has a nasty habit
851  *                      of recursing.)
853  * idtentry generates an IDT stub that sets up a usable kernel context,
854  * creates struct pt_regs, and calls @do_sym.  The stub has the following
855  * special behaviors:
857  * On an entry from user mode, the stub switches from the trampoline or
858  * IST stack to the normal thread stack.  On an exit to user mode, the
859  * normal exit-to-usermode path is invoked.
861  * On an exit to kernel mode, if @paranoid == 0, we check for preemption,
862  * whereas we omit the preemption check if @paranoid != 0.  This is purely
863  * because the implementation is simpler this way.  The kernel only needs
864  * to check for asynchronous kernel preemption when IRQ handlers return.
866  * If @paranoid == 0, then the stub will handle IRET faults by pretending
867  * that the fault came from user mode.  It will handle gs_change faults by
868  * pretending that the fault happened with kernel GSBASE.  Since this handling
869  * is omitted for @paranoid != 0, the #GP, #SS, and #NP stubs must have
870  * @paranoid == 0.  This special handling will do the wrong thing for
871  * espfix-induced #DF on IRET, so #DF must not use @paranoid == 0.
873  * @paranoid == 2 is special: the stub will never switch stacks.  This is for
874  * #DF: if the thread stack is somehow unusable, we'll still get a useful OOPS.
875  */
876 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
877 ENTRY(\sym)
878         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=\has_error_code*8
880         /* Sanity check */
881         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
882         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
883         .endif
885         ASM_CLAC
887         .if \has_error_code == 0
888         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
889         .endif
891         .if \paranoid == 1
892         testb   $3, CS-ORIG_RAX(%rsp)           /* If coming from userspace, switch stacks */
893         jnz     .Lfrom_usermode_switch_stack_\@
894         .endif
896         .if \paranoid
897         call    paranoid_entry
898         .else
899         call    error_entry
900         .endif
901         UNWIND_HINT_REGS
902         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
904         .if \paranoid
905         .if \shift_ist != -1
906         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
907         .else
908         TRACE_IRQS_OFF
909         .endif
910         .endif
912         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
914         .if \has_error_code
915         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
916         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
917         .else
918         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
919         .endif
921         .if \shift_ist != -1
922         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
923         .endif
925         call    \do_sym
927         .if \shift_ist != -1
928         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
929         .endif
931         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
932         .if \paranoid
933         jmp     paranoid_exit
934         .else
935         jmp     error_exit
936         .endif
938         .if \paranoid == 1
939         /*
940          * Entry from userspace.  Switch stacks and treat it
941          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
942          * run in real process context if user_mode(regs).
943          */
944 .Lfrom_usermode_switch_stack_\@:
945         call    error_entry
947         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
949         .if \has_error_code
950         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
951         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
952         .else
953         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
954         .endif
956         call    \do_sym
958         jmp     error_exit
959         .endif
960 END(\sym)
961 .endm
963 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
964 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
965 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
966 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
967 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
968 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
969 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
970 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
971 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
972 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
973 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
974 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
975 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
978         /*
979          * Reload gs selector with exception handling
980          * edi:  new selector
981          */
982 ENTRY(native_load_gs_index)
983         FRAME_BEGIN
984         pushfq
985         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
986         TRACE_IRQS_OFF
987         SWAPGS
988 .Lgs_change:
989         movl    %edi, %gs
990 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
991         SWAPGS
992         TRACE_IRQS_FLAGS (%rsp)
993         popfq
994         FRAME_END
995         ret
996 ENDPROC(native_load_gs_index)
997 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
999         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
1000         .section .fixup, "ax"
1001         /* running with kernelgs */
1002 bad_gs:
1003         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
1004 .macro ZAP_GS
1005         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
1006         movl $__USER_DS, %eax
1007         movl %eax, %gs
1008 .endm
1009         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
1010         xorl    %eax, %eax
1011         movl    %eax, %gs
1012         jmp     2b
1013         .previous
1015 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1016 ENTRY(do_softirq_own_stack)
1017         pushq   %rbp
1018         mov     %rsp, %rbp
1019         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
1020         call    __do_softirq
1021         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
1022         leaveq
1023         ret
1024 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
1026 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1027 idtentry hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
1030  * A note on the "critical region" in our callback handler.
1031  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
1032  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
1033  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
1034  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
1035  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
1036  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
1037  * like to avoid the possibility.
1038  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
1039  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
1040  * activation and restart the handler using the previous one.
1041  */
1042 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1045  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1046  * see the correct pointer to the pt_regs
1047  */
1048         UNWIND_HINT_FUNC
1049         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1050         UNWIND_HINT_REGS
1052         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1053         call    xen_evtchn_do_upcall
1054         LEAVE_IRQ_STACK
1056 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1057         call    xen_maybe_preempt_hcall
1058 #endif
1059         jmp     error_exit
1060 END(xen_do_hypervisor_callback)
1063  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1064  * We get here for two reasons:
1065  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1066  *  2. Fault while executing IRET
1067  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1068  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1069  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1070  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1071  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1072  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1073  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1074  */
1075 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1076         UNWIND_HINT_EMPTY
1077         movl    %ds, %ecx
1078         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1079         jne     1f
1080         movl    %es, %ecx
1081         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1082         jne     1f
1083         movl    %fs, %ecx
1084         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1085         jne     1f
1086         movl    %gs, %ecx
1087         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1088         jne     1f
1089         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1090         movq    (%rsp), %rcx
1091         movq    8(%rsp), %r11
1092         addq    $0x30, %rsp
1093         pushq   $0                              /* RIP */
1094         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1095         jmp     general_protection
1096 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1097         movq    (%rsp), %rcx
1098         movq    8(%rsp), %r11
1099         addq    $0x30, %rsp
1100         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1101         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1102         PUSH_AND_CLEAR_REGS
1103         ENCODE_FRAME_POINTER
1104         jmp     error_exit
1105 END(xen_failsafe_callback)
1106 #endif /* CONFIG_XEN_PV */
1108 #ifdef CONFIG_XEN_PVHVM
1109 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1110         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1111 #endif
1114 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1115 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1116         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1118 apicinterrupt3 HYPERV_REENLIGHTENMENT_VECTOR \
1119         hyperv_reenlightenment_vector hyperv_reenlightenment_intr
1121 apicinterrupt3 HYPERV_STIMER0_VECTOR \
1122         hv_stimer0_callback_vector hv_stimer0_vector_handler
1123 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1125 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1126 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0
1127 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1129 #ifdef CONFIG_XEN_PV
1130 idtentry xennmi                 do_nmi                  has_error_code=0
1131 idtentry xendebug               do_debug                has_error_code=0
1132 idtentry xenint3                do_int3                 has_error_code=0
1133 #endif
1135 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1136 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1138 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1139 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1140 #endif
1142 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1143 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
1144 #endif
1147  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1148  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1149  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1150  */
1151 ENTRY(paranoid_entry)
1152         UNWIND_HINT_FUNC
1153         cld
1154         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1155         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1156         movl    $1, %ebx
1157         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1158         rdmsr
1159         testl   %edx, %edx
1160         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1161         SWAPGS
1162         xorl    %ebx, %ebx
1165         /*
1166          * Always stash CR3 in %r14.  This value will be restored,
1167          * verbatim, at exit.  Needed if paranoid_entry interrupted
1168          * another entry that already switched to the user CR3 value
1169          * but has not yet returned to userspace.
1170          *
1171          * This is also why CS (stashed in the "iret frame" by the
1172          * hardware at entry) can not be used: this may be a return
1173          * to kernel code, but with a user CR3 value.
1174          */
1175         SAVE_AND_SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax save_reg=%r14
1177         ret
1178 END(paranoid_entry)
1181  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1182  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1183  * from kernel space.
1185  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1186  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1187  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1188  * to try to handle preemption here.
1190  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1191  */
1192 ENTRY(paranoid_exit)
1193         UNWIND_HINT_REGS
1194         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1195         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1196         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1197         jnz     .Lparanoid_exit_no_swapgs
1198         TRACE_IRQS_IRETQ
1199         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1200         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1201         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1202         jmp     .Lparanoid_exit_restore
1203 .Lparanoid_exit_no_swapgs:
1204         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1205         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1206         RESTORE_CR3     scratch_reg=%rbx save_reg=%r14
1207 .Lparanoid_exit_restore:
1208         jmp restore_regs_and_return_to_kernel
1209 END(paranoid_exit)
1212  * Save all registers in pt_regs, and switch GS if needed.
1213  */
1214 ENTRY(error_entry)
1215         UNWIND_HINT_FUNC
1216         cld
1217         PUSH_AND_CLEAR_REGS save_ret=1
1218         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1219         testb   $3, CS+8(%rsp)
1220         jz      .Lerror_kernelspace
1222         /*
1223          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1224          * from user mode due to an IRET fault.
1225          */
1226         SWAPGS
1227         /* We have user CR3.  Change to kernel CR3. */
1228         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1230 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1231         /* Put us onto the real thread stack. */
1232         popq    %r12                            /* save return addr in %12 */
1233         movq    %rsp, %rdi                      /* arg0 = pt_regs pointer */
1234         call    sync_regs
1235         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
1236         ENCODE_FRAME_POINTER
1237         pushq   %r12
1239         /*
1240          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1241          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1242          * (which can take locks).
1243          */
1244         TRACE_IRQS_OFF
1245         CALL_enter_from_user_mode
1246         ret
1248 .Lerror_entry_done:
1249         TRACE_IRQS_OFF
1250         ret
1252         /*
1253          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1254          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1255          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1256          * for these here too.
1257          */
1258 .Lerror_kernelspace:
1259         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1260         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1261         je      .Lerror_bad_iret
1262         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1263         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1264         je      .Lbstep_iret
1265         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1266         jne     .Lerror_entry_done
1268         /*
1269          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1270          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1271          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1272          */
1273         SWAPGS
1274         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1275         jmp .Lerror_entry_done
1277 .Lbstep_iret:
1278         /* Fix truncated RIP */
1279         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1280         /* fall through */
1282 .Lerror_bad_iret:
1283         /*
1284          * We came from an IRET to user mode, so we have user
1285          * gsbase and CR3.  Switch to kernel gsbase and CR3:
1286          */
1287         SWAPGS
1288         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rax
1290         /*
1291          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1292          * as if we faulted immediately after IRET.
1293          */
1294         mov     %rsp, %rdi
1295         call    fixup_bad_iret
1296         mov     %rax, %rsp
1297         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1298 END(error_entry)
1300 ENTRY(error_exit)
1301         UNWIND_HINT_REGS
1302         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1303         TRACE_IRQS_OFF
1304         testb   $3, CS(%rsp)
1305         jz      retint_kernel
1306         jmp     retint_user
1307 END(error_exit)
1310  * Runs on exception stack.  Xen PV does not go through this path at all,
1311  * so we can use real assembly here.
1313  * Registers:
1314  *      %r14: Used to save/restore the CR3 of the interrupted context
1315  *            when PAGE_TABLE_ISOLATION is in use.  Do not clobber.
1316  */
1317 ENTRY(nmi)
1318         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1320         /*
1321          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1322          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1323          * This means that we can have nested NMIs where the next
1324          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1325          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1326          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1327          * anyway.
1328          *
1329          * To handle this case we do the following:
1330          *  Check the a special location on the stack that contains
1331          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1332          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1333          *  is an NMI stack.
1334          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1335          *  stack then:
1336          *    o Set the special variable on the stack
1337          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1338          *      stack
1339          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1340          *    o Continue processing the NMI
1341          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1342          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1343          *    o return back to the first NMI
1344          *
1345          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1346          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1347          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1348          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1349          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1350          * NMI.
1351          *
1352          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1353          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1354          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1355          * other IST entries.
1356          */
1358         ASM_CLAC
1360         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1361         pushq   %rdx
1363         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1364         jz      .Lnmi_from_kernel
1366         /*
1367          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1368          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1369          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1370          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1371          * are off.
1372          *
1373          * We also must not push anything to the stack before switching
1374          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1375          */
1377         swapgs
1378         cld
1379         SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%rdx
1380         movq    %rsp, %rdx
1381         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1382         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1383         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1384         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1385         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1386         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1387         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1388         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1389         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1390         PUSH_AND_CLEAR_REGS rdx=(%rdx)
1391         ENCODE_FRAME_POINTER
1393         /*
1394          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1395          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1396          * done with the NMI stack.
1397          */
1399         movq    %rsp, %rdi
1400         movq    $-1, %rsi
1401         call    do_nmi
1403         /*
1404          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1405          * work, because we don't want to enable interrupts.
1406          */
1407         jmp     swapgs_restore_regs_and_return_to_usermode
1409 .Lnmi_from_kernel:
1410         /*
1411          * Here's what our stack frame will look like:
1412          * +---------------------------------------------------------+
1413          * | original SS                                             |
1414          * | original Return RSP                                     |
1415          * | original RFLAGS                                         |
1416          * | original CS                                             |
1417          * | original RIP                                            |
1418          * +---------------------------------------------------------+
1419          * | temp storage for rdx                                    |
1420          * +---------------------------------------------------------+
1421          * | "NMI executing" variable                                |
1422          * +---------------------------------------------------------+
1423          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1424          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1425          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1426          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1427          * | iret RIP         }                                      |
1428          * +---------------------------------------------------------+
1429          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1430          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1431          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1432          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1433          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1434          * +---------------------------------------------------------+
1435          * | pt_regs                                                 |
1436          * +---------------------------------------------------------+
1437          *
1438          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1439          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1440          * space for the asm code here.
1441          *
1442          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1443          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1444          * processing.
1445          *
1446          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1447          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1448          * frame pointing to the final return target.
1449          */
1451         /*
1452          * Determine whether we're a nested NMI.
1453          *
1454          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1455          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1456          * modify the "iret" frame because it's being written by
1457          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1458          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1459          * resume the outer NMI.
1460          */
1462         movq    $repeat_nmi, %rdx
1463         cmpq    8(%rsp), %rdx
1464         ja      1f
1465         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1466         cmpq    8(%rsp), %rdx
1467         ja      nested_nmi_out
1470         /*
1471          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1472          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1473          * before IRET.
1474          */
1475         cmpl    $1, -8(%rsp)
1476         je      nested_nmi
1478         /*
1479          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1480          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1481          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1482          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1483          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1484          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1485          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1486          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1487          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1488          * "NMI executing".
1489          */
1490         lea     6*8(%rsp), %rdx
1491         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1492         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1493         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1494         ja      first_nmi
1496         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1497         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1498         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1499         jb      first_nmi
1501         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1503         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1504         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1506         /* This is a nested NMI. */
1508 nested_nmi:
1509         /*
1510          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1511          * iteration of NMI handling.
1512          */
1513         subq    $8, %rsp
1514         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1515         pushq   $__KERNEL_DS
1516         pushq   %rdx
1517         pushfq
1518         pushq   $__KERNEL_CS
1519         pushq   $repeat_nmi
1521         /* Put stack back */
1522         addq    $(6*8), %rsp
1524 nested_nmi_out:
1525         popq    %rdx
1527         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1528         iretq
1530 first_nmi:
1531         /* Restore rdx. */
1532         movq    (%rsp), %rdx
1534         /* Make room for "NMI executing". */
1535         pushq   $0
1537         /* Leave room for the "iret" frame */
1538         subq    $(5*8), %rsp
1540         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1541         .rept 5
1542         pushq   11*8(%rsp)
1543         .endr
1544         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1546         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1548 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1549         /*
1550          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1551          * default because IRET is very expensive.
1552          */
1553         pushq   $0              /* SS */
1554         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1555         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1556         pushfq                  /* RFLAGS */
1557         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1558         pushq   $1f             /* RIP */
1559         iretq                   /* continues at repeat_nmi below */
1560         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1562 #endif
1564 repeat_nmi:
1565         /*
1566          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1567          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1568          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1569          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1570          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1571          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1572          * NMI will update.
1573          *
1574          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1575          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1576          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1577          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1578          * is zero.
1579          */
1580         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1582         /*
1583          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1584          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1585          * it or it will end up containing garbage.
1586          */
1587         addq    $(10*8), %rsp
1588         .rept 5
1589         pushq   -6*8(%rsp)
1590         .endr
1591         subq    $(5*8), %rsp
1592 end_repeat_nmi:
1594         /*
1595          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1596          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1597          * frame to point back to repeat_nmi.
1598          */
1599         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1601         /*
1602          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1603          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1604          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1605          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1606          * exceptions might do.
1607          */
1608         call    paranoid_entry
1609         UNWIND_HINT_REGS
1611         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1612         movq    %rsp, %rdi
1613         movq    $-1, %rsi
1614         call    do_nmi
1616         /* Always restore stashed CR3 value (see paranoid_entry) */
1617         RESTORE_CR3 scratch_reg=%r15 save_reg=%r14
1619         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1620         jnz     nmi_restore
1621 nmi_swapgs:
1622         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1623 nmi_restore:
1624         POP_REGS
1626         /*
1627          * Skip orig_ax and the "outermost" frame to point RSP at the "iret"
1628          * at the "iret" frame.
1629          */
1630         addq    $6*8, %rsp
1632         /*
1633          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1634          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1635          * the SYSCALL entry and exit paths.
1636          *
1637          * We arguably should just inspect RIP instead, but I (Andy) wrote
1638          * this code when I had the misapprehension that Xen PV supported
1639          * NMIs, and Xen PV would break that approach.
1640          */
1641         std
1642         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1644         /*
1645          * iretq reads the "iret" frame and exits the NMI stack in a
1646          * single instruction.  We are returning to kernel mode, so this
1647          * cannot result in a fault.  Similarly, we don't need to worry
1648          * about espfix64 on the way back to kernel mode.
1649          */
1650         iretq
1651 END(nmi)
1653 ENTRY(ignore_sysret)
1654         UNWIND_HINT_EMPTY
1655         mov     $-ENOSYS, %eax
1656         sysret
1657 END(ignore_sysret)
1659 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1660         UNWIND_HINT_FUNC
1661         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1662         xorl    %ebp, %ebp
1664         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1665         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1666         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1668         call    do_exit
1669 END(rewind_stack_do_exit)