x86/mm: Add TLB purge to free pmd/pte page interfaces
[linux/fpc-iii.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
blobd58d8dcb8245318a14cbb9819aaae6b72cde6aec
1 /*
2  *  linux/arch/x86_64/entry.S
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
6  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
7  *
8  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
9  *
10  * Some of this is documented in Documentation/x86/entry_64.txt
11  *
12  * A note on terminology:
13  * - iret frame:        Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
14  *                      at the top of the kernel process stack.
15  *
16  * Some macro usage:
17  * - ENTRY/END:         Define functions in the symbol table.
18  * - TRACE_IRQ_*:       Trace hardirq state for lock debugging.
19  * - idtentry:          Define exception entry points.
20  */
21 #include <linux/linkage.h>
22 #include <asm/segment.h>
23 #include <asm/cache.h>
24 #include <asm/errno.h>
25 #include "calling.h"
26 #include <asm/asm-offsets.h>
27 #include <asm/msr.h>
28 #include <asm/unistd.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/hw_irq.h>
31 #include <asm/page_types.h>
32 #include <asm/irqflags.h>
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #include <asm/percpu.h>
35 #include <asm/asm.h>
36 #include <asm/smap.h>
37 #include <asm/pgtable_types.h>
38 #include <asm/export.h>
39 #include <asm/kaiser.h>
40 #include <asm/nospec-branch.h>
41 #include <linux/err.h>
43 /* Avoid __ASSEMBLER__'ifying <linux/audit.h> just for this.  */
44 #include <linux/elf-em.h>
45 #define AUDIT_ARCH_X86_64                       (EM_X86_64|__AUDIT_ARCH_64BIT|__AUDIT_ARCH_LE)
46 #define __AUDIT_ARCH_64BIT                      0x80000000
47 #define __AUDIT_ARCH_LE                         0x40000000
49 .code64
50 .section .entry.text, "ax"
52 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
53 ENTRY(native_usergs_sysret64)
54         swapgs
55         sysretq
56 ENDPROC(native_usergs_sysret64)
57 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
59 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
60 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
61         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
62         jnc     1f
63         TRACE_IRQS_ON
65 #endif
66 .endm
69  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
70  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
71  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
72  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
73  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
74  *
75  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
76  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
77  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
78  */
79 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
81 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
82         call    debug_stack_set_zero
83         TRACE_IRQS_OFF
84         call    debug_stack_reset
85 .endm
87 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
88         call    debug_stack_set_zero
89         TRACE_IRQS_ON
90         call    debug_stack_reset
91 .endm
93 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
94         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
95         jnc     1f
96         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
98 .endm
100 #else
101 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
102 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
103 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
104 #endif
107  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
109  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
110  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
111  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
112  * available when SYSCALL is used.
114  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
115  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
116  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
117  * clock_gettimeofday fallback.
119  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
120  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
121  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
122  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
123  * and does not change rsp.
125  * Registers on entry:
126  * rax  system call number
127  * rcx  return address
128  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
129  * rdi  arg0
130  * rsi  arg1
131  * rdx  arg2
132  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
133  * r8   arg4
134  * r9   arg5
135  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
137  * Only called from user space.
139  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
140  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
141  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
142  */
144 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
145         /*
146          * Interrupts are off on entry.
147          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
148          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
149          */
150         SWAPGS_UNSAFE_STACK
151         SWITCH_KERNEL_CR3_NO_STACK
152         /*
153          * A hypervisor implementation might want to use a label
154          * after the swapgs, so that it can do the swapgs
155          * for the guest and jump here on syscall.
156          */
157 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_swapgs)
159         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
160         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
162         TRACE_IRQS_OFF
164         /* Construct struct pt_regs on stack */
165         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
166         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
167         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
168         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
169         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
170         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
171         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
172         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
173         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
174         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
175         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
176         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
177         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
178         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
179         /*
180          * Clear extra registers that a speculation attack might
181          * otherwise want to exploit. Interleave XOR with PUSH
182          * for better uop scheduling:
183          */
184         xorq    %r10, %r10                      /* nospec   r10 */
185         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
186         xorq    %r11, %r11                      /* nospec   r11 */
187         pushq   %rbx                            /* pt_regs->rbx */
188         xorl    %ebx, %ebx                      /* nospec   rbx */
189         pushq   %rbp                            /* pt_regs->rbp */
190         xorl    %ebp, %ebp                      /* nospec   rbp */
191         pushq   %r12                            /* pt_regs->r12 */
192         xorq    %r12, %r12                      /* nospec   r12 */
193         pushq   %r13                            /* pt_regs->r13 */
194         xorq    %r13, %r13                      /* nospec   r13 */
195         pushq   %r14                            /* pt_regs->r14 */
196         xorq    %r14, %r14                      /* nospec   r14 */
197         pushq   %r15                            /* pt_regs->r15 */
198         xorq    %r15, %r15                      /* nospec   r15 */
200         /* IRQs are off. */
201         movq    %rsp, %rdi
202         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
204         RESTORE_EXTRA_REGS
205         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
207         /*
208          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
209          * a completely clean 64-bit userspace context.
210          */
211         movq    RCX(%rsp), %rcx
212         movq    RIP(%rsp), %r11
213         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
214         jne     opportunistic_sysret_failed
216         /*
217          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
218          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
219          * the kernel, since userspace controls RSP.
220          *
221          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
222          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
223          */
224         .ifne __VIRTUAL_MASK_SHIFT - 47
225         .error "virtual address width changed -- SYSRET checks need update"
226         .endif
228         /* Change top 16 bits to be the sign-extension of 47th bit */
229         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
230         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
232         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
233         cmpq    %rcx, %r11
234         jne     opportunistic_sysret_failed
236         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
237         jne     opportunistic_sysret_failed
239         movq    R11(%rsp), %r11
240         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
241         jne     opportunistic_sysret_failed
243         /*
244          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
245          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
246          * need to restore it correctly.
247          *
248          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
249          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
250          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
251          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
252          * this user code:
253          *
254          *           movq       $stuck_here, %rcx
255          *           pushfq
256          *           popq %r11
257          *   stuck_here:
258          *
259          * would never get past 'stuck_here'.
260          */
261         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
262         jnz     opportunistic_sysret_failed
264         /* nothing to check for RSP */
266         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
267         jne     opportunistic_sysret_failed
269         /*
270          * We win! This label is here just for ease of understanding
271          * perf profiles. Nothing jumps here.
272          */
273 syscall_return_via_sysret:
274         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
275         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
277         /*
278          * This opens a window where we have a user CR3, but are
279          * running in the kernel.  This makes using the CS
280          * register useless for telling whether or not we need to
281          * switch CR3 in NMIs.  Normal interrupts are OK because
282          * they are off here.
283          */
284         SWITCH_USER_CR3
285         movq    RSP(%rsp), %rsp
286         USERGS_SYSRET64
288 opportunistic_sysret_failed:
289         /*
290          * This opens a window where we have a user CR3, but are
291          * running in the kernel.  This makes using the CS
292          * register useless for telling whether or not we need to
293          * switch CR3 in NMIs.  Normal interrupts are OK because
294          * they are off here.
295          */
296         SWITCH_USER_CR3
297         SWAPGS
298         jmp     restore_c_regs_and_iret
299 END(entry_SYSCALL_64)
302  * %rdi: prev task
303  * %rsi: next task
304  */
305 ENTRY(__switch_to_asm)
306         /*
307          * Save callee-saved registers
308          * This must match the order in inactive_task_frame
309          */
310         pushq   %rbp
311         pushq   %rbx
312         pushq   %r12
313         pushq   %r13
314         pushq   %r14
315         pushq   %r15
317         /* switch stack */
318         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
319         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
321 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
322         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
323         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
324 #endif
326 #ifdef CONFIG_RETPOLINE
327         /*
328          * When switching from a shallower to a deeper call stack
329          * the RSB may either underflow or use entries populated
330          * with userspace addresses. On CPUs where those concerns
331          * exist, overwrite the RSB with entries which capture
332          * speculative execution to prevent attack.
333          */
334         FILL_RETURN_BUFFER %r12, RSB_CLEAR_LOOPS, X86_FEATURE_RSB_CTXSW
335 #endif
337         /* restore callee-saved registers */
338         popq    %r15
339         popq    %r14
340         popq    %r13
341         popq    %r12
342         popq    %rbx
343         popq    %rbp
345         jmp     __switch_to
346 END(__switch_to_asm)
349  * A newly forked process directly context switches into this address.
351  * rax: prev task we switched from
352  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
353  * r12: kernel thread arg
354  */
355 ENTRY(ret_from_fork)
356         movq    %rax, %rdi
357         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
359         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
360         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
363         movq    %rsp, %rdi
364         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
365         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
366         SWITCH_USER_CR3
367         SWAPGS
368         jmp     restore_regs_and_iret
371         /* kernel thread */
372         movq    %r12, %rdi
373         CALL_NOSPEC %rbx
374         /*
375          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
376          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
377          * syscall.
378          */
379         movq    $0, RAX(%rsp)
380         jmp     2b
381 END(ret_from_fork)
384  * Build the entry stubs with some assembler magic.
385  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
386  */
387         .align 8
388 ENTRY(irq_entries_start)
389     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
390     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
391         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
392     vector=vector+1
393         jmp     common_interrupt
394         .align  8
395     .endr
396 END(irq_entries_start)
399  * Interrupt entry/exit.
401  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
403  * Entry runs with interrupts off.
404  */
406 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
407         .macro interrupt func
408         cld
409         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
410         SAVE_C_REGS
411         SAVE_EXTRA_REGS
413         testb   $3, CS(%rsp)
414         jz      1f
416         /*
417          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
418          * tracking that we're in kernel mode.
419          */
420         SWAPGS
421         SWITCH_KERNEL_CR3
423         /*
424          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
425          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
426          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
427          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
428          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
429          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
430          */
431         TRACE_IRQS_OFF
433         CALL_enter_from_user_mode
436         /*
437          * Save previous stack pointer, optionally switch to interrupt stack.
438          * irq_count is used to check if a CPU is already on an interrupt stack
439          * or not. While this is essentially redundant with preempt_count it is
440          * a little cheaper to use a separate counter in the PDA (short of
441          * moving irq_enter into assembly, which would be too much work)
442          */
443         movq    %rsp, %rdi
444         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
445         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
446         pushq   %rdi
447         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
448         TRACE_IRQS_OFF
450         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
451         .endm
453         /*
454          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
455          * then jump to common_interrupt.
456          */
457         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
458 common_interrupt:
459         ASM_CLAC
460         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
461         interrupt do_IRQ
462         /* 0(%rsp): old RSP */
463 ret_from_intr:
464         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
465         TRACE_IRQS_OFF
466         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
468         /* Restore saved previous stack */
469         popq    %rsp
471         testb   $3, CS(%rsp)
472         jz      retint_kernel
474         /* Interrupt came from user space */
475 GLOBAL(retint_user)
476         mov     %rsp,%rdi
477         call    prepare_exit_to_usermode
478         TRACE_IRQS_IRETQ
479         SWITCH_USER_CR3
480         SWAPGS
481         jmp     restore_regs_and_iret
483 /* Returning to kernel space */
484 retint_kernel:
485 #ifdef CONFIG_PREEMPT
486         /* Interrupts are off */
487         /* Check if we need preemption */
488         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
489         jnc     1f
490 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
491         jnz     1f
492         call    preempt_schedule_irq
493         jmp     0b
495 #endif
496         /*
497          * The iretq could re-enable interrupts:
498          */
499         TRACE_IRQS_IRETQ
502  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
503  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
504  */
505 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
506         RESTORE_EXTRA_REGS
507 restore_c_regs_and_iret:
508         RESTORE_C_REGS
509         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
510         INTERRUPT_RETURN
512 ENTRY(native_iret)
513         /*
514          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
515          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
516          */
517 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
518         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
519         jnz     native_irq_return_ldt
520 #endif
522 .global native_irq_return_iret
523 native_irq_return_iret:
524         /*
525          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
526          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
527          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
528          * Other faults here are fatal.
529          */
530         iretq
532 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
533 native_irq_return_ldt:
534         /*
535          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
536          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
537          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
538          * of the ESPFIX stack.
539          *
540          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
541          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
542          *
543          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
544          *
545          * --- top of ESPFIX stack ---
546          * SS
547          * RSP
548          * RFLAGS
549          * CS
550          * RIP  <-- RSP points here when we're done
551          * RAX  <-- espfix_waddr points here
552          * --- bottom of ESPFIX stack ---
553          */
555         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
556         SWAPGS
557         SWITCH_KERNEL_CR3
558         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
559         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
560         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
561         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
562         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
563         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
564         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
565         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
566         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
567         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
568         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
569         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
570         /* Now RAX == RSP. */
572         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
573         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
575         /*
576          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
577          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
578          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
579          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
580          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
581          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
582          */
583         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
584         SWITCH_USER_CR3
585         SWAPGS
586         movq    %rax, %rsp
588         /*
589          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
590          * still read.
591          */
592         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
594         /*
595          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
596          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
597          * values.  We can now IRET back to userspace.
598          */
599         jmp     native_irq_return_iret
600 #endif
601 END(common_interrupt)
604  * APIC interrupts.
605  */
606 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
607 ENTRY(\sym)
608         ASM_CLAC
609         pushq   $~(\num)
610 .Lcommon_\sym:
611         interrupt \do_sym
612         jmp     ret_from_intr
613 END(\sym)
614 .endm
616 #ifdef CONFIG_TRACING
617 #define trace(sym) trace_##sym
618 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
620 .macro trace_apicinterrupt num sym
621 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
622 .endm
623 #else
624 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
625 .endm
626 #endif
628 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
629 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
630 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
631 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
632 #else
633 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
634 # define POP_SECTION_IRQENTRY
635 #endif
637 .macro apicinterrupt num sym do_sym
638 PUSH_SECTION_IRQENTRY
639 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
640 trace_apicinterrupt \num \sym
641 POP_SECTION_IRQENTRY
642 .endm
644 #ifdef CONFIG_SMP
645 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
646 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
647 #endif
649 #ifdef CONFIG_X86_UV
650 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
651 #endif
653 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
654 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
656 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
657 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
658 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
659 #endif
661 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
662 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
663 #endif
665 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
666 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
667 #endif
669 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
670 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
671 #endif
673 #ifdef CONFIG_SMP
674 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
675 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
676 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
677 #endif
679 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
680 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
682 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
683 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
684 #endif
687  * Exception entry points.
688  */
689 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
691 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
692 ENTRY(\sym)
693         /* Sanity check */
694         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
695         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
696         .endif
698         ASM_CLAC
699         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
701         .ifeq \has_error_code
702         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
703         .endif
705         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
707         .if \paranoid
708         .if \paranoid == 1
709         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
710         jnz     1f
711         .endif
712         call    paranoid_entry
713         .else
714         call    error_entry
715         .endif
716         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
718         .if \paranoid
719         .if \shift_ist != -1
720         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
721         .else
722         TRACE_IRQS_OFF
723         .endif
724         .endif
726         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
728         .if \has_error_code
729         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
730         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
731         .else
732         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
733         .endif
735         .if \shift_ist != -1
736         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
737         .endif
739         call    \do_sym
741         .if \shift_ist != -1
742         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
743         .endif
745         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
746         .if \paranoid
747         jmp     paranoid_exit
748         .else
749         jmp     error_exit
750         .endif
752         .if \paranoid == 1
753         /*
754          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
755          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
756          * run in real process context if user_mode(regs).
757          */
759         call    error_entry
762         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
763         call    sync_regs
764         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
766         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
768         .if \has_error_code
769         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
770         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
771         .else
772         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
773         .endif
775         call    \do_sym
777         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
778         .endif
779 END(\sym)
780 .endm
782 #ifdef CONFIG_TRACING
783 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
784 idtentry trace(\sym) trace(\do_sym) has_error_code=\has_error_code
785 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
786 .endm
787 #else
788 .macro trace_idtentry sym do_sym has_error_code:req
789 idtentry \sym \do_sym has_error_code=\has_error_code
790 .endm
791 #endif
793 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
794 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
795 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
796 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
797 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
798 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
799 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
800 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
801 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
802 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
803 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
804 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
805 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
808         /*
809          * Reload gs selector with exception handling
810          * edi:  new selector
811          */
812 ENTRY(native_load_gs_index)
813         pushfq
814         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
815         SWAPGS
816 .Lgs_change:
817         movl    %edi, %gs
818 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
819         SWAPGS
820         popfq
821         ret
822 END(native_load_gs_index)
823 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
825         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
826         .section .fixup, "ax"
827         /* running with kernelgs */
828 bad_gs:
829         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
830 .macro ZAP_GS
831         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
832         movl $__USER_DS, %eax
833         movl %eax, %gs
834 .endm
835         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
836         xorl    %eax, %eax
837         movl    %eax, %gs
838         jmp     2b
839         .previous
841 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
842 ENTRY(do_softirq_own_stack)
843         pushq   %rbp
844         mov     %rsp, %rbp
845         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
846         cmove   PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
847         push    %rbp                            /* frame pointer backlink */
848         call    __do_softirq
849         leaveq
850         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
851         ret
852 END(do_softirq_own_stack)
854 #ifdef CONFIG_XEN
855 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
858  * A note on the "critical region" in our callback handler.
859  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
860  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
861  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
862  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
863  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
864  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
865  * like to avoid the possibility.
866  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
867  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
868  * activation and restart the handler using the previous one.
869  */
870 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
873  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
874  * see the correct pointer to the pt_regs
875  */
876         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
877 11:     incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
878         movq    %rsp, %rbp
879         cmovzq  PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
880         pushq   %rbp                            /* frame pointer backlink */
881         call    xen_evtchn_do_upcall
882         popq    %rsp
883         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
884 #ifndef CONFIG_PREEMPT
885         call    xen_maybe_preempt_hcall
886 #endif
887         jmp     error_exit
888 END(xen_do_hypervisor_callback)
891  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
892  * We get here for two reasons:
893  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
894  *  2. Fault while executing IRET
895  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
896  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
897  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
898  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
899  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
900  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
901  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
902  */
903 ENTRY(xen_failsafe_callback)
904         movl    %ds, %ecx
905         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
906         jne     1f
907         movl    %es, %ecx
908         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
909         jne     1f
910         movl    %fs, %ecx
911         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
912         jne     1f
913         movl    %gs, %ecx
914         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
915         jne     1f
916         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
917         movq    (%rsp), %rcx
918         movq    8(%rsp), %r11
919         addq    $0x30, %rsp
920         pushq   $0                              /* RIP */
921         pushq   %r11
922         pushq   %rcx
923         jmp     general_protection
924 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
925         movq    (%rsp), %rcx
926         movq    8(%rsp), %r11
927         addq    $0x30, %rsp
928         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
929         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
930         SAVE_C_REGS
931         SAVE_EXTRA_REGS
932         jmp     error_exit
933 END(xen_failsafe_callback)
935 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
936         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
938 #endif /* CONFIG_XEN */
940 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
941 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
942         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
943 #endif /* CONFIG_HYPERV */
945 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
946 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0
947 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
949 #ifdef CONFIG_XEN
950 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
951 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
952 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
953 #endif
955 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
956 trace_idtentry page_fault       do_page_fault           has_error_code=1
958 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
959 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
960 #endif
962 #ifdef CONFIG_X86_MCE
963 idtentry machine_check          do_mce                  has_error_code=0        paranoid=1
964 #endif
967  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
968  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
970  * Return: ebx=0: needs swapgs but not SWITCH_USER_CR3 in paranoid_exit
971  *         ebx=1: needs neither swapgs nor SWITCH_USER_CR3 in paranoid_exit
972  *         ebx=2: needs both swapgs and SWITCH_USER_CR3 in paranoid_exit
973  *         ebx=3: needs SWITCH_USER_CR3 but not swapgs in paranoid_exit
974  */
975 ENTRY(paranoid_entry)
976         cld
977         SAVE_C_REGS 8
978         SAVE_EXTRA_REGS 8
979         movl    $1, %ebx
980         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
981         rdmsr
982         testl   %edx, %edx
983         js      1f                              /* negative -> in kernel */
984         SWAPGS
985         xorl    %ebx, %ebx
987 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
988         /*
989          * We might have come in between a swapgs and a SWITCH_KERNEL_CR3
990          * on entry, or between a SWITCH_USER_CR3 and a swapgs on exit.
991          * Do a conditional SWITCH_KERNEL_CR3: this could safely be done
992          * unconditionally, but we need to find out whether the reverse
993          * should be done on return (conveyed to paranoid_exit in %ebx).
994          */
995         ALTERNATIVE "jmp 2f", "movq %cr3, %rax", X86_FEATURE_KAISER
996         testl   $KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET, %eax
997         jz      2f
998         orl     $2, %ebx
999         andq    $(~(X86_CR3_PCID_ASID_MASK | KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET)), %rax
1000         /* If PCID enabled, set X86_CR3_PCID_NOFLUSH_BIT */
1001         ALTERNATIVE "", "bts $63, %rax", X86_FEATURE_PCID
1002         movq    %rax, %cr3
1004 #endif
1005         ret
1006 END(paranoid_entry)
1009  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1010  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1011  * from kernel space.
1013  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1014  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1015  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1016  * to try to handle preemption here.
1018  * On entry: ebx=0: needs swapgs but not SWITCH_USER_CR3
1019  *           ebx=1: needs neither swapgs nor SWITCH_USER_CR3
1020  *           ebx=2: needs both swapgs and SWITCH_USER_CR3
1021  *           ebx=3: needs SWITCH_USER_CR3 but not swapgs
1022  */
1023 ENTRY(paranoid_exit)
1024         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1025         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1026         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1027 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1028         /* No ALTERNATIVE for X86_FEATURE_KAISER: paranoid_entry sets %ebx */
1029         testl   $2, %ebx                        /* SWITCH_USER_CR3 needed? */
1030         jz      paranoid_exit_no_switch
1031         SWITCH_USER_CR3
1032 paranoid_exit_no_switch:
1033 #endif
1034         testl   $1, %ebx                        /* swapgs needed? */
1035         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1036         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1037 paranoid_exit_no_swapgs:
1038         RESTORE_EXTRA_REGS
1039         RESTORE_C_REGS
1040         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1041         INTERRUPT_RETURN
1042 END(paranoid_exit)
1045  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1046  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1047  */
1048 ENTRY(error_entry)
1049         cld
1050         SAVE_C_REGS 8
1051         SAVE_EXTRA_REGS 8
1052         /*
1053          * error_entry() always returns with a kernel gsbase and
1054          * CR3.  We must also have a kernel CR3/gsbase before
1055          * calling TRACE_IRQS_*.  Just unconditionally switch to
1056          * the kernel CR3 here.
1057          */
1058         SWITCH_KERNEL_CR3
1059         xorl    %ebx, %ebx
1060         testb   $3, CS+8(%rsp)
1061         jz      .Lerror_kernelspace
1063         /*
1064          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1065          * from user mode due to an IRET fault.
1066          */
1067         SWAPGS
1069 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1070         /*
1071          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1072          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1073          * (which can take locks).
1074          */
1075         TRACE_IRQS_OFF
1076         CALL_enter_from_user_mode
1077         ret
1079 .Lerror_entry_done:
1080         TRACE_IRQS_OFF
1081         ret
1083         /*
1084          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1085          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1086          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1087          * for these here too.
1088          */
1089 .Lerror_kernelspace:
1090         incl    %ebx
1091         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1092         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1093         je      .Lerror_bad_iret
1094         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1095         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1096         je      .Lbstep_iret
1097         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1098         jne     .Lerror_entry_done
1100         /*
1101          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1102          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1103          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1104          */
1105         SWAPGS
1106         jmp .Lerror_entry_done
1108 .Lbstep_iret:
1109         /* Fix truncated RIP */
1110         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1111         /* fall through */
1113 .Lerror_bad_iret:
1114         /*
1115          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1116          * Switch to kernel gsbase:
1117          */
1118         SWAPGS
1120         /*
1121          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1122          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1123          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1124          */
1125         mov     %rsp, %rdi
1126         call    fixup_bad_iret
1127         mov     %rax, %rsp
1128         decl    %ebx
1129         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1130 END(error_entry)
1134  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1135  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1136  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1137  */
1138 ENTRY(error_exit)
1139         movl    %ebx, %eax
1140         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
1141         TRACE_IRQS_OFF
1142         testl   %eax, %eax
1143         jnz     retint_kernel
1144         jmp     retint_user
1145 END(error_exit)
1147 /* Runs on exception stack */
1148 ENTRY(nmi)
1149         /*
1150          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1151          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1152          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1153          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1154          * slots past it.
1155          *
1156          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1157          * the "NMI executing" variable.
1158          */
1159         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1161         /*
1162          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1163          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1164          * This means that we can have nested NMIs where the next
1165          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1166          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1167          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1168          * anyway.
1169          *
1170          * To handle this case we do the following:
1171          *  Check the a special location on the stack that contains
1172          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1173          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1174          *  is an NMI stack.
1175          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1176          *  stack then:
1177          *    o Set the special variable on the stack
1178          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1179          *      stack
1180          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1181          *    o Continue processing the NMI
1182          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1183          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1184          *    o return back to the first NMI
1185          *
1186          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1187          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1188          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1189          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1190          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1191          * NMI.
1192          *
1193          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1194          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1195          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1196          * other IST entries.
1197          */
1199         ASM_CLAC
1201         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1202         pushq   %rdx
1204         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1205         jz      .Lnmi_from_kernel
1207         /*
1208          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1209          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1210          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1211          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1212          * are off.
1213          *
1214          * We also must not push anything to the stack before switching
1215          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1216          */
1218         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1219         /*
1220          * percpu variables are mapped with user CR3, so no need
1221          * to switch CR3 here.
1222          */
1223         cld
1224         movq    %rsp, %rdx
1225         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1226         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1227         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1228         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1229         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1230         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1231         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1232         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1233         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1234         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1235         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1236         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1237         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1238         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1239         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1240         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1241         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1242         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1243         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1244         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1245         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1246         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1248         /*
1249          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1250          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1251          * done with the NMI stack.
1252          */
1254         movq    %rsp, %rdi
1255         movq    $-1, %rsi
1256 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1257         /* Unconditionally use kernel CR3 for do_nmi() */
1258         /* %rax is saved above, so OK to clobber here */
1259         ALTERNATIVE "jmp 2f", "movq %cr3, %rax", X86_FEATURE_KAISER
1260         /* If PCID enabled, NOFLUSH now and NOFLUSH on return */
1261         ALTERNATIVE "", "bts $63, %rax", X86_FEATURE_PCID
1262         pushq   %rax
1263         /* mask off "user" bit of pgd address and 12 PCID bits: */
1264         andq    $(~(X86_CR3_PCID_ASID_MASK | KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET)), %rax
1265         movq    %rax, %cr3
1267 #endif
1268         call    do_nmi
1270 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1271         /*
1272          * Unconditionally restore CR3.  I know we return to
1273          * kernel code that needs user CR3, but do we ever return
1274          * to "user mode" where we need the kernel CR3?
1275          */
1276         ALTERNATIVE "", "popq %rax; movq %rax, %cr3", X86_FEATURE_KAISER
1277 #endif
1279         /*
1280          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1281          * work, because we don't want to enable interrupts.  Do not
1282          * switch to user CR3: we might be going back to kernel code
1283          * that had a user CR3 set.
1284          */
1285         SWAPGS
1286         jmp     restore_c_regs_and_iret
1288 .Lnmi_from_kernel:
1289         /*
1290          * Here's what our stack frame will look like:
1291          * +---------------------------------------------------------+
1292          * | original SS                                             |
1293          * | original Return RSP                                     |
1294          * | original RFLAGS                                         |
1295          * | original CS                                             |
1296          * | original RIP                                            |
1297          * +---------------------------------------------------------+
1298          * | temp storage for rdx                                    |
1299          * +---------------------------------------------------------+
1300          * | "NMI executing" variable                                |
1301          * +---------------------------------------------------------+
1302          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1303          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1304          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1305          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1306          * | iret RIP         }                                      |
1307          * +---------------------------------------------------------+
1308          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1309          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1310          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1311          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1312          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1313          * +---------------------------------------------------------+
1314          * | pt_regs                                                 |
1315          * +---------------------------------------------------------+
1316          *
1317          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1318          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1319          * space for the asm code here.
1320          *
1321          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1322          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1323          * processing.
1324          *
1325          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1326          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1327          * frame pointing to the final return target.
1328          */
1330         /*
1331          * Determine whether we're a nested NMI.
1332          *
1333          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1334          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1335          * modify the "iret" frame because it's being written by
1336          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1337          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1338          * resume the outer NMI.
1339          */
1341         movq    $repeat_nmi, %rdx
1342         cmpq    8(%rsp), %rdx
1343         ja      1f
1344         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1345         cmpq    8(%rsp), %rdx
1346         ja      nested_nmi_out
1349         /*
1350          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1351          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1352          * before IRET.
1353          */
1354         cmpl    $1, -8(%rsp)
1355         je      nested_nmi
1357         /*
1358          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1359          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1360          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1361          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1362          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1363          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1364          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1365          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1366          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1367          * "NMI executing".
1368          */
1369         lea     6*8(%rsp), %rdx
1370         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1371         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1372         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1373         ja      first_nmi
1375         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1376         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1377         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1378         jb      first_nmi
1380         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1382         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1383         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1385         /* This is a nested NMI. */
1387 nested_nmi:
1388         /*
1389          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1390          * iteration of NMI handling.
1391          */
1392         subq    $8, %rsp
1393         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1394         pushq   $__KERNEL_DS
1395         pushq   %rdx
1396         pushfq
1397         pushq   $__KERNEL_CS
1398         pushq   $repeat_nmi
1400         /* Put stack back */
1401         addq    $(6*8), %rsp
1403 nested_nmi_out:
1404         popq    %rdx
1406         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1407         INTERRUPT_RETURN
1409 first_nmi:
1410         /* Restore rdx. */
1411         movq    (%rsp), %rdx
1413         /* Make room for "NMI executing". */
1414         pushq   $0
1416         /* Leave room for the "iret" frame */
1417         subq    $(5*8), %rsp
1419         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1420         .rept 5
1421         pushq   11*8(%rsp)
1422         .endr
1424         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1426 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1427         /*
1428          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1429          * default because IRET is very expensive.
1430          */
1431         pushq   $0              /* SS */
1432         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1433         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1434         pushfq                  /* RFLAGS */
1435         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1436         pushq   $1f             /* RIP */
1437         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1439 #endif
1441 repeat_nmi:
1442         /*
1443          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1444          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1445          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1446          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1447          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1448          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1449          * NMI will update.
1450          *
1451          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1452          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1453          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1454          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1455          * is zero.
1456          */
1457         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1459         /*
1460          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1461          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1462          * it or it will end up containing garbage.
1463          */
1464         addq    $(10*8), %rsp
1465         .rept 5
1466         pushq   -6*8(%rsp)
1467         .endr
1468         subq    $(5*8), %rsp
1469 end_repeat_nmi:
1471         /*
1472          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1473          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1474          * frame to point back to repeat_nmi.
1475          */
1476         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1477         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1479         /*
1480          * Use the same approach as paranoid_entry to handle SWAPGS, but
1481          * without CR3 handling since we do that differently in NMIs.  No
1482          * need to use paranoid_exit as we should not be calling schedule
1483          * in NMI context.  Even with normal interrupts enabled. An NMI
1484          * should not be setting NEED_RESCHED or anything that normal
1485          * interrupts and exceptions might do.
1486          */
1487         cld
1488         SAVE_C_REGS
1489         SAVE_EXTRA_REGS
1490         movl    $1, %ebx
1491         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1492         rdmsr
1493         testl   %edx, %edx
1494         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1495         SWAPGS
1496         xorl    %ebx, %ebx
1498         movq    %rsp, %rdi
1499         movq    $-1, %rsi
1500 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1501         /* Unconditionally use kernel CR3 for do_nmi() */
1502         /* %rax is saved above, so OK to clobber here */
1503         ALTERNATIVE "jmp 2f", "movq %cr3, %rax", X86_FEATURE_KAISER
1504         /* If PCID enabled, NOFLUSH now and NOFLUSH on return */
1505         ALTERNATIVE "", "bts $63, %rax", X86_FEATURE_PCID
1506         pushq   %rax
1507         /* mask off "user" bit of pgd address and 12 PCID bits: */
1508         andq    $(~(X86_CR3_PCID_ASID_MASK | KAISER_SHADOW_PGD_OFFSET)), %rax
1509         movq    %rax, %cr3
1511 #endif
1513         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1514         call    do_nmi
1516 #ifdef CONFIG_PAGE_TABLE_ISOLATION
1517         /*
1518          * Unconditionally restore CR3.  We might be returning to
1519          * kernel code that needs user CR3, like just just before
1520          * a sysret.
1521          */
1522         ALTERNATIVE "", "popq %rax; movq %rax, %cr3", X86_FEATURE_KAISER
1523 #endif
1525         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1526         jnz     nmi_restore
1527 nmi_swapgs:
1528         /* We fixed up CR3 above, so no need to switch it here */
1529         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1530 nmi_restore:
1531         RESTORE_EXTRA_REGS
1532         RESTORE_C_REGS
1534         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1535         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1537         /*
1538          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1539          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1540          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1541          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1542          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1543          * hypercall page.
1544          */
1545         std
1546         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1548         /*
1549          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1550          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1551          * mode, so this cannot result in a fault.
1552          */
1553         INTERRUPT_RETURN
1554 END(nmi)
1556 ENTRY(ignore_sysret)
1557         mov     $-ENOSYS, %eax
1558         sysret
1559 END(ignore_sysret)
1561 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1562         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1563         xorl    %ebp, %ebp
1565         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1566         leaq    -TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING-PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1568         call    do_exit
1569 1:      jmp 1b
1570 END(rewind_stack_do_exit)