x86/traps: Simplify pagefault tracing logic
[linux-stable.git] / arch / x86 / entry / entry_64.S
blob2731b94717706230fd5122f3bcf1cee7d2bf2d04
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/frame.h>
40 #include <linux/err.h>
42 .code64
43 .section .entry.text, "ax"
45 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
46 ENTRY(native_usergs_sysret64)
47         UNWIND_HINT_EMPTY
48         swapgs
49         sysretq
50 END(native_usergs_sysret64)
51 #endif /* CONFIG_PARAVIRT */
53 .macro TRACE_IRQS_IRETQ
54 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
55         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
56         jnc     1f
57         TRACE_IRQS_ON
59 #endif
60 .endm
63  * When dynamic function tracer is enabled it will add a breakpoint
64  * to all locations that it is about to modify, sync CPUs, update
65  * all the code, sync CPUs, then remove the breakpoints. In this time
66  * if lockdep is enabled, it might jump back into the debug handler
67  * outside the updating of the IST protection. (TRACE_IRQS_ON/OFF).
68  *
69  * We need to change the IDT table before calling TRACE_IRQS_ON/OFF to
70  * make sure the stack pointer does not get reset back to the top
71  * of the debug stack, and instead just reuses the current stack.
72  */
73 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_FTRACE) && defined(CONFIG_TRACE_IRQFLAGS)
75 .macro TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
76         call    debug_stack_set_zero
77         TRACE_IRQS_OFF
78         call    debug_stack_reset
79 .endm
81 .macro TRACE_IRQS_ON_DEBUG
82         call    debug_stack_set_zero
83         TRACE_IRQS_ON
84         call    debug_stack_reset
85 .endm
87 .macro TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
88         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* interrupts off? */
89         jnc     1f
90         TRACE_IRQS_ON_DEBUG
92 .endm
94 #else
95 # define TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                   TRACE_IRQS_OFF
96 # define TRACE_IRQS_ON_DEBUG                    TRACE_IRQS_ON
97 # define TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG                 TRACE_IRQS_IRETQ
98 #endif
101  * 64-bit SYSCALL instruction entry. Up to 6 arguments in registers.
103  * This is the only entry point used for 64-bit system calls.  The
104  * hardware interface is reasonably well designed and the register to
105  * argument mapping Linux uses fits well with the registers that are
106  * available when SYSCALL is used.
108  * SYSCALL instructions can be found inlined in libc implementations as
109  * well as some other programs and libraries.  There are also a handful
110  * of SYSCALL instructions in the vDSO used, for example, as a
111  * clock_gettimeofday fallback.
113  * 64-bit SYSCALL saves rip to rcx, clears rflags.RF, then saves rflags to r11,
114  * then loads new ss, cs, and rip from previously programmed MSRs.
115  * rflags gets masked by a value from another MSR (so CLD and CLAC
116  * are not needed). SYSCALL does not save anything on the stack
117  * and does not change rsp.
119  * Registers on entry:
120  * rax  system call number
121  * rcx  return address
122  * r11  saved rflags (note: r11 is callee-clobbered register in C ABI)
123  * rdi  arg0
124  * rsi  arg1
125  * rdx  arg2
126  * r10  arg3 (needs to be moved to rcx to conform to C ABI)
127  * r8   arg4
128  * r9   arg5
129  * (note: r12-r15, rbp, rbx are callee-preserved in C ABI)
131  * Only called from user space.
133  * When user can change pt_regs->foo always force IRET. That is because
134  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
135  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
136  */
138 ENTRY(entry_SYSCALL_64)
139         UNWIND_HINT_EMPTY
140         /*
141          * Interrupts are off on entry.
142          * We do not frame this tiny irq-off block with TRACE_IRQS_OFF/ON,
143          * it is too small to ever cause noticeable irq latency.
144          */
146         swapgs
147         movq    %rsp, PER_CPU_VAR(rsp_scratch)
148         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
150         TRACE_IRQS_OFF
152         /* Construct struct pt_regs on stack */
153         pushq   $__USER_DS                      /* pt_regs->ss */
154         pushq   PER_CPU_VAR(rsp_scratch)        /* pt_regs->sp */
155         pushq   %r11                            /* pt_regs->flags */
156         pushq   $__USER_CS                      /* pt_regs->cs */
157         pushq   %rcx                            /* pt_regs->ip */
158 GLOBAL(entry_SYSCALL_64_after_hwframe)
159         pushq   %rax                            /* pt_regs->orig_ax */
160         pushq   %rdi                            /* pt_regs->di */
161         pushq   %rsi                            /* pt_regs->si */
162         pushq   %rdx                            /* pt_regs->dx */
163         pushq   %rcx                            /* pt_regs->cx */
164         pushq   $-ENOSYS                        /* pt_regs->ax */
165         pushq   %r8                             /* pt_regs->r8 */
166         pushq   %r9                             /* pt_regs->r9 */
167         pushq   %r10                            /* pt_regs->r10 */
168         pushq   %r11                            /* pt_regs->r11 */
169         sub     $(6*8), %rsp                    /* pt_regs->bp, bx, r12-15 not saved */
170         UNWIND_HINT_REGS extra=0
172         /*
173          * If we need to do entry work or if we guess we'll need to do
174          * exit work, go straight to the slow path.
175          */
176         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
177         testl   $_TIF_WORK_SYSCALL_ENTRY|_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
178         jnz     entry_SYSCALL64_slow_path
180 entry_SYSCALL_64_fastpath:
181         /*
182          * Easy case: enable interrupts and issue the syscall.  If the syscall
183          * needs pt_regs, we'll call a stub that disables interrupts again
184          * and jumps to the slow path.
185          */
186         TRACE_IRQS_ON
187         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_NONE)
188 #if __SYSCALL_MASK == ~0
189         cmpq    $__NR_syscall_max, %rax
190 #else
191         andl    $__SYSCALL_MASK, %eax
192         cmpl    $__NR_syscall_max, %eax
193 #endif
194         ja      1f                              /* return -ENOSYS (already in pt_regs->ax) */
195         movq    %r10, %rcx
197         /*
198          * This call instruction is handled specially in stub_ptregs_64.
199          * It might end up jumping to the slow path.  If it jumps, RAX
200          * and all argument registers are clobbered.
201          */
202         call    *sys_call_table(, %rax, 8)
203 .Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call:
205         movq    %rax, RAX(%rsp)
208         /*
209          * If we get here, then we know that pt_regs is clean for SYSRET64.
210          * If we see that no exit work is required (which we are required
211          * to check with IRQs off), then we can go straight to SYSRET64.
212          */
213         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
214         TRACE_IRQS_OFF
215         movq    PER_CPU_VAR(current_task), %r11
216         testl   $_TIF_ALLWORK_MASK, TASK_TI_flags(%r11)
217         jnz     1f
219         LOCKDEP_SYS_EXIT
220         TRACE_IRQS_ON           /* user mode is traced as IRQs on */
221         movq    RIP(%rsp), %rcx
222         movq    EFLAGS(%rsp), %r11
223         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
224         movq    RSP(%rsp), %rsp
225         UNWIND_HINT_EMPTY
226         USERGS_SYSRET64
229         /*
230          * The fast path looked good when we started, but something changed
231          * along the way and we need to switch to the slow path.  Calling
232          * raise(3) will trigger this, for example.  IRQs are off.
233          */
234         TRACE_IRQS_ON
235         ENABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
236         SAVE_EXTRA_REGS
237         movq    %rsp, %rdi
238         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
239         jmp     return_from_SYSCALL_64
241 entry_SYSCALL64_slow_path:
242         /* IRQs are off. */
243         SAVE_EXTRA_REGS
244         movq    %rsp, %rdi
245         call    do_syscall_64           /* returns with IRQs disabled */
247 return_from_SYSCALL_64:
248         RESTORE_EXTRA_REGS
249         TRACE_IRQS_IRETQ                /* we're about to change IF */
251         /*
252          * Try to use SYSRET instead of IRET if we're returning to
253          * a completely clean 64-bit userspace context.
254          */
255         movq    RCX(%rsp), %rcx
256         movq    RIP(%rsp), %r11
257         cmpq    %rcx, %r11                      /* RCX == RIP */
258         jne     opportunistic_sysret_failed
260         /*
261          * On Intel CPUs, SYSRET with non-canonical RCX/RIP will #GP
262          * in kernel space.  This essentially lets the user take over
263          * the kernel, since userspace controls RSP.
264          *
265          * If width of "canonical tail" ever becomes variable, this will need
266          * to be updated to remain correct on both old and new CPUs.
267          *
268          * Change top bits to match most significant bit (47th or 56th bit
269          * depending on paging mode) in the address.
270          */
271         shl     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
272         sar     $(64 - (__VIRTUAL_MASK_SHIFT+1)), %rcx
274         /* If this changed %rcx, it was not canonical */
275         cmpq    %rcx, %r11
276         jne     opportunistic_sysret_failed
278         cmpq    $__USER_CS, CS(%rsp)            /* CS must match SYSRET */
279         jne     opportunistic_sysret_failed
281         movq    R11(%rsp), %r11
282         cmpq    %r11, EFLAGS(%rsp)              /* R11 == RFLAGS */
283         jne     opportunistic_sysret_failed
285         /*
286          * SYSCALL clears RF when it saves RFLAGS in R11 and SYSRET cannot
287          * restore RF properly. If the slowpath sets it for whatever reason, we
288          * need to restore it correctly.
289          *
290          * SYSRET can restore TF, but unlike IRET, restoring TF results in a
291          * trap from userspace immediately after SYSRET.  This would cause an
292          * infinite loop whenever #DB happens with register state that satisfies
293          * the opportunistic SYSRET conditions.  For example, single-stepping
294          * this user code:
295          *
296          *           movq       $stuck_here, %rcx
297          *           pushfq
298          *           popq %r11
299          *   stuck_here:
300          *
301          * would never get past 'stuck_here'.
302          */
303         testq   $(X86_EFLAGS_RF|X86_EFLAGS_TF), %r11
304         jnz     opportunistic_sysret_failed
306         /* nothing to check for RSP */
308         cmpq    $__USER_DS, SS(%rsp)            /* SS must match SYSRET */
309         jne     opportunistic_sysret_failed
311         /*
312          * We win! This label is here just for ease of understanding
313          * perf profiles. Nothing jumps here.
314          */
315 syscall_return_via_sysret:
316         /* rcx and r11 are already restored (see code above) */
317         RESTORE_C_REGS_EXCEPT_RCX_R11
318         movq    RSP(%rsp), %rsp
319         UNWIND_HINT_EMPTY
320         USERGS_SYSRET64
322 opportunistic_sysret_failed:
323         SWAPGS
324         jmp     restore_c_regs_and_iret
325 END(entry_SYSCALL_64)
327 ENTRY(stub_ptregs_64)
328         /*
329          * Syscalls marked as needing ptregs land here.
330          * If we are on the fast path, we need to save the extra regs,
331          * which we achieve by trying again on the slow path.  If we are on
332          * the slow path, the extra regs are already saved.
333          *
334          * RAX stores a pointer to the C function implementing the syscall.
335          * IRQs are on.
336          */
337         cmpq    $.Lentry_SYSCALL_64_after_fastpath_call, (%rsp)
338         jne     1f
340         /*
341          * Called from fast path -- disable IRQs again, pop return address
342          * and jump to slow path
343          */
344         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
345         TRACE_IRQS_OFF
346         popq    %rax
347         UNWIND_HINT_REGS extra=0
348         jmp     entry_SYSCALL64_slow_path
351         jmp     *%rax                           /* Called from C */
352 END(stub_ptregs_64)
354 .macro ptregs_stub func
355 ENTRY(ptregs_\func)
356         UNWIND_HINT_FUNC
357         leaq    \func(%rip), %rax
358         jmp     stub_ptregs_64
359 END(ptregs_\func)
360 .endm
362 /* Instantiate ptregs_stub for each ptregs-using syscall */
363 #define __SYSCALL_64_QUAL_(sym)
364 #define __SYSCALL_64_QUAL_ptregs(sym) ptregs_stub sym
365 #define __SYSCALL_64(nr, sym, qual) __SYSCALL_64_QUAL_##qual(sym)
366 #include <asm/syscalls_64.h>
369  * %rdi: prev task
370  * %rsi: next task
371  */
372 ENTRY(__switch_to_asm)
373         UNWIND_HINT_FUNC
374         /*
375          * Save callee-saved registers
376          * This must match the order in inactive_task_frame
377          */
378         pushq   %rbp
379         pushq   %rbx
380         pushq   %r12
381         pushq   %r13
382         pushq   %r14
383         pushq   %r15
385         /* switch stack */
386         movq    %rsp, TASK_threadsp(%rdi)
387         movq    TASK_threadsp(%rsi), %rsp
389 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
390         movq    TASK_stack_canary(%rsi), %rbx
391         movq    %rbx, PER_CPU_VAR(irq_stack_union)+stack_canary_offset
392 #endif
394         /* restore callee-saved registers */
395         popq    %r15
396         popq    %r14
397         popq    %r13
398         popq    %r12
399         popq    %rbx
400         popq    %rbp
402         jmp     __switch_to
403 END(__switch_to_asm)
406  * A newly forked process directly context switches into this address.
408  * rax: prev task we switched from
409  * rbx: kernel thread func (NULL for user thread)
410  * r12: kernel thread arg
411  */
412 ENTRY(ret_from_fork)
413         UNWIND_HINT_EMPTY
414         movq    %rax, %rdi
415         call    schedule_tail                   /* rdi: 'prev' task parameter */
417         testq   %rbx, %rbx                      /* from kernel_thread? */
418         jnz     1f                              /* kernel threads are uncommon */
421         UNWIND_HINT_REGS
422         movq    %rsp, %rdi
423         call    syscall_return_slowpath /* returns with IRQs disabled */
424         TRACE_IRQS_ON                   /* user mode is traced as IRQS on */
425         SWAPGS
426         jmp     restore_regs_and_iret
429         /* kernel thread */
430         movq    %r12, %rdi
431         call    *%rbx
432         /*
433          * A kernel thread is allowed to return here after successfully
434          * calling do_execve().  Exit to userspace to complete the execve()
435          * syscall.
436          */
437         movq    $0, RAX(%rsp)
438         jmp     2b
439 END(ret_from_fork)
442  * Build the entry stubs with some assembler magic.
443  * We pack 1 stub into every 8-byte block.
444  */
445         .align 8
446 ENTRY(irq_entries_start)
447     vector=FIRST_EXTERNAL_VECTOR
448     .rept (FIRST_SYSTEM_VECTOR - FIRST_EXTERNAL_VECTOR)
449         UNWIND_HINT_IRET_REGS
450         pushq   $(~vector+0x80)                 /* Note: always in signed byte range */
451         jmp     common_interrupt
452         .align  8
453         vector=vector+1
454     .endr
455 END(irq_entries_start)
457 .macro DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
458 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
459         pushfq
460         testl $X86_EFLAGS_IF, (%rsp)
461         jz .Lokay_\@
462         ud2
463 .Lokay_\@:
464         addq $8, %rsp
465 #endif
466 .endm
469  * Enters the IRQ stack if we're not already using it.  NMI-safe.  Clobbers
470  * flags and puts old RSP into old_rsp, and leaves all other GPRs alone.
471  * Requires kernel GSBASE.
473  * The invariant is that, if irq_count != -1, then the IRQ stack is in use.
474  */
475 .macro ENTER_IRQ_STACK regs=1 old_rsp
476         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
477         movq    %rsp, \old_rsp
479         .if \regs
480         UNWIND_HINT_REGS base=\old_rsp
481         .endif
483         incl    PER_CPU_VAR(irq_count)
484         jnz     .Lirq_stack_push_old_rsp_\@
486         /*
487          * Right now, if we just incremented irq_count to zero, we've
488          * claimed the IRQ stack but we haven't switched to it yet.
489          *
490          * If anything is added that can interrupt us here without using IST,
491          * it must be *extremely* careful to limit its stack usage.  This
492          * could include kprobes and a hypothetical future IST-less #DB
493          * handler.
494          *
495          * The OOPS unwinder relies on the word at the top of the IRQ
496          * stack linking back to the previous RSP for the entire time we're
497          * on the IRQ stack.  For this to work reliably, we need to write
498          * it before we actually move ourselves to the IRQ stack.
499          */
501         movq    \old_rsp, PER_CPU_VAR(irq_stack_union + IRQ_STACK_SIZE - 8)
502         movq    PER_CPU_VAR(irq_stack_ptr), %rsp
504 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
505         /*
506          * If the first movq above becomes wrong due to IRQ stack layout
507          * changes, the only way we'll notice is if we try to unwind right
508          * here.  Assert that we set up the stack right to catch this type
509          * of bug quickly.
510          */
511         cmpq    -8(%rsp), \old_rsp
512         je      .Lirq_stack_okay\@
513         ud2
514         .Lirq_stack_okay\@:
515 #endif
517 .Lirq_stack_push_old_rsp_\@:
518         pushq   \old_rsp
520         .if \regs
521         UNWIND_HINT_REGS indirect=1
522         .endif
523 .endm
526  * Undoes ENTER_IRQ_STACK.
527  */
528 .macro LEAVE_IRQ_STACK regs=1
529         DEBUG_ENTRY_ASSERT_IRQS_OFF
530         /* We need to be off the IRQ stack before decrementing irq_count. */
531         popq    %rsp
533         .if \regs
534         UNWIND_HINT_REGS
535         .endif
537         /*
538          * As in ENTER_IRQ_STACK, irq_count == 0, we are still claiming
539          * the irq stack but we're not on it.
540          */
542         decl    PER_CPU_VAR(irq_count)
543 .endm
546  * Interrupt entry/exit.
548  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
550  * Entry runs with interrupts off.
551  */
553 /* 0(%rsp): ~(interrupt number) */
554         .macro interrupt func
555         cld
556         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
557         SAVE_C_REGS
558         SAVE_EXTRA_REGS
559         ENCODE_FRAME_POINTER
561         testb   $3, CS(%rsp)
562         jz      1f
564         /*
565          * IRQ from user mode.  Switch to kernel gsbase and inform context
566          * tracking that we're in kernel mode.
567          */
568         SWAPGS
570         /*
571          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
572          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
573          * (which can take locks).  Since TRACE_IRQS_OFF idempotent,
574          * the simplest way to handle it is to just call it twice if
575          * we enter from user mode.  There's no reason to optimize this since
576          * TRACE_IRQS_OFF is a no-op if lockdep is off.
577          */
578         TRACE_IRQS_OFF
580         CALL_enter_from_user_mode
583         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%rdi
584         /* We entered an interrupt context - irqs are off: */
585         TRACE_IRQS_OFF
587         call    \func   /* rdi points to pt_regs */
588         .endm
590         /*
591          * The interrupt stubs push (~vector+0x80) onto the stack and
592          * then jump to common_interrupt.
593          */
594         .p2align CONFIG_X86_L1_CACHE_SHIFT
595 common_interrupt:
596         ASM_CLAC
597         addq    $-0x80, (%rsp)                  /* Adjust vector to [-256, -1] range */
598         interrupt do_IRQ
599         /* 0(%rsp): old RSP */
600 ret_from_intr:
601         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
602         TRACE_IRQS_OFF
604         LEAVE_IRQ_STACK
606         testb   $3, CS(%rsp)
607         jz      retint_kernel
609         /* Interrupt came from user space */
610 GLOBAL(retint_user)
611         mov     %rsp,%rdi
612         call    prepare_exit_to_usermode
613         TRACE_IRQS_IRETQ
614         SWAPGS
615         jmp     restore_regs_and_iret
617 /* Returning to kernel space */
618 retint_kernel:
619 #ifdef CONFIG_PREEMPT
620         /* Interrupts are off */
621         /* Check if we need preemption */
622         bt      $9, EFLAGS(%rsp)                /* were interrupts off? */
623         jnc     1f
624 0:      cmpl    $0, PER_CPU_VAR(__preempt_count)
625         jnz     1f
626         call    preempt_schedule_irq
627         jmp     0b
629 #endif
630         /*
631          * The iretq could re-enable interrupts:
632          */
633         TRACE_IRQS_IRETQ
636  * At this label, code paths which return to kernel and to user,
637  * which come from interrupts/exception and from syscalls, merge.
638  */
639 GLOBAL(restore_regs_and_iret)
640         RESTORE_EXTRA_REGS
641 restore_c_regs_and_iret:
642         RESTORE_C_REGS
643         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
644         INTERRUPT_RETURN
646 ENTRY(native_iret)
647         UNWIND_HINT_IRET_REGS
648         /*
649          * Are we returning to a stack segment from the LDT?  Note: in
650          * 64-bit mode SS:RSP on the exception stack is always valid.
651          */
652 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
653         testb   $4, (SS-RIP)(%rsp)
654         jnz     native_irq_return_ldt
655 #endif
657 .global native_irq_return_iret
658 native_irq_return_iret:
659         /*
660          * This may fault.  Non-paranoid faults on return to userspace are
661          * handled by fixup_bad_iret.  These include #SS, #GP, and #NP.
662          * Double-faults due to espfix64 are handled in do_double_fault.
663          * Other faults here are fatal.
664          */
665         iretq
667 #ifdef CONFIG_X86_ESPFIX64
668 native_irq_return_ldt:
669         /*
670          * We are running with user GSBASE.  All GPRs contain their user
671          * values.  We have a percpu ESPFIX stack that is eight slots
672          * long (see ESPFIX_STACK_SIZE).  espfix_waddr points to the bottom
673          * of the ESPFIX stack.
674          *
675          * We clobber RAX and RDI in this code.  We stash RDI on the
676          * normal stack and RAX on the ESPFIX stack.
677          *
678          * The ESPFIX stack layout we set up looks like this:
679          *
680          * --- top of ESPFIX stack ---
681          * SS
682          * RSP
683          * RFLAGS
684          * CS
685          * RIP  <-- RSP points here when we're done
686          * RAX  <-- espfix_waddr points here
687          * --- bottom of ESPFIX stack ---
688          */
690         pushq   %rdi                            /* Stash user RDI */
691         SWAPGS
692         movq    PER_CPU_VAR(espfix_waddr), %rdi
693         movq    %rax, (0*8)(%rdi)               /* user RAX */
694         movq    (1*8)(%rsp), %rax               /* user RIP */
695         movq    %rax, (1*8)(%rdi)
696         movq    (2*8)(%rsp), %rax               /* user CS */
697         movq    %rax, (2*8)(%rdi)
698         movq    (3*8)(%rsp), %rax               /* user RFLAGS */
699         movq    %rax, (3*8)(%rdi)
700         movq    (5*8)(%rsp), %rax               /* user SS */
701         movq    %rax, (5*8)(%rdi)
702         movq    (4*8)(%rsp), %rax               /* user RSP */
703         movq    %rax, (4*8)(%rdi)
704         /* Now RAX == RSP. */
706         andl    $0xffff0000, %eax               /* RAX = (RSP & 0xffff0000) */
707         popq    %rdi                            /* Restore user RDI */
709         /*
710          * espfix_stack[31:16] == 0.  The page tables are set up such that
711          * (espfix_stack | (X & 0xffff0000)) points to a read-only alias of
712          * espfix_waddr for any X.  That is, there are 65536 RO aliases of
713          * the same page.  Set up RSP so that RSP[31:16] contains the
714          * respective 16 bits of the /userspace/ RSP and RSP nonetheless
715          * still points to an RO alias of the ESPFIX stack.
716          */
717         orq     PER_CPU_VAR(espfix_stack), %rax
718         SWAPGS
719         movq    %rax, %rsp
720         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
722         /*
723          * At this point, we cannot write to the stack any more, but we can
724          * still read.
725          */
726         popq    %rax                            /* Restore user RAX */
728         /*
729          * RSP now points to an ordinary IRET frame, except that the page
730          * is read-only and RSP[31:16] are preloaded with the userspace
731          * values.  We can now IRET back to userspace.
732          */
733         jmp     native_irq_return_iret
734 #endif
735 END(common_interrupt)
738  * APIC interrupts.
739  */
740 .macro apicinterrupt3 num sym do_sym
741 ENTRY(\sym)
742         UNWIND_HINT_IRET_REGS
743         ASM_CLAC
744         pushq   $~(\num)
745 .Lcommon_\sym:
746         interrupt \do_sym
747         jmp     ret_from_intr
748 END(\sym)
749 .endm
751 #ifdef CONFIG_TRACING
752 #define trace(sym) trace_##sym
753 #define smp_trace(sym) smp_trace_##sym
755 .macro trace_apicinterrupt num sym
756 apicinterrupt3 \num trace(\sym) smp_trace(\sym)
757 .endm
758 #else
759 .macro trace_apicinterrupt num sym do_sym
760 .endm
761 #endif
763 /* Make sure APIC interrupt handlers end up in the irqentry section: */
764 #if defined(CONFIG_FUNCTION_GRAPH_TRACER) || defined(CONFIG_KASAN)
765 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY  .pushsection .irqentry.text, "ax"
766 # define POP_SECTION_IRQENTRY   .popsection
767 #else
768 # define PUSH_SECTION_IRQENTRY
769 # define POP_SECTION_IRQENTRY
770 #endif
772 .macro apicinterrupt num sym do_sym
773 PUSH_SECTION_IRQENTRY
774 apicinterrupt3 \num \sym \do_sym
775 trace_apicinterrupt \num \sym
776 POP_SECTION_IRQENTRY
777 .endm
779 #ifdef CONFIG_SMP
780 apicinterrupt3 IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR          irq_move_cleanup_interrupt      smp_irq_move_cleanup_interrupt
781 apicinterrupt3 REBOOT_VECTOR                    reboot_interrupt                smp_reboot_interrupt
782 #endif
784 #ifdef CONFIG_X86_UV
785 apicinterrupt3 UV_BAU_MESSAGE                   uv_bau_message_intr1            uv_bau_message_interrupt
786 #endif
788 apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR                apic_timer_interrupt            smp_apic_timer_interrupt
789 apicinterrupt X86_PLATFORM_IPI_VECTOR           x86_platform_ipi                smp_x86_platform_ipi
791 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM
792 apicinterrupt3 POSTED_INTR_VECTOR               kvm_posted_intr_ipi             smp_kvm_posted_intr_ipi
793 apicinterrupt3 POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR        kvm_posted_intr_wakeup_ipi      smp_kvm_posted_intr_wakeup_ipi
794 apicinterrupt3 POSTED_INTR_NESTED_VECTOR        kvm_posted_intr_nested_ipi      smp_kvm_posted_intr_nested_ipi
795 #endif
797 #ifdef CONFIG_X86_MCE_THRESHOLD
798 apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR             threshold_interrupt             smp_threshold_interrupt
799 #endif
801 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
802 apicinterrupt DEFERRED_ERROR_VECTOR             deferred_error_interrupt        smp_deferred_error_interrupt
803 #endif
805 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
806 apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR               thermal_interrupt               smp_thermal_interrupt
807 #endif
809 #ifdef CONFIG_SMP
810 apicinterrupt CALL_FUNCTION_SINGLE_VECTOR       call_function_single_interrupt  smp_call_function_single_interrupt
811 apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR              call_function_interrupt         smp_call_function_interrupt
812 apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR                 reschedule_interrupt            smp_reschedule_interrupt
813 #endif
815 apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR                 error_interrupt                 smp_error_interrupt
816 apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR              spurious_interrupt              smp_spurious_interrupt
818 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
819 apicinterrupt IRQ_WORK_VECTOR                   irq_work_interrupt              smp_irq_work_interrupt
820 #endif
823  * Exception entry points.
824  */
825 #define CPU_TSS_IST(x) PER_CPU_VAR(cpu_tss) + (TSS_ist + ((x) - 1) * 8)
827 .macro idtentry sym do_sym has_error_code:req paranoid=0 shift_ist=-1
828 ENTRY(\sym)
829         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
831         /* Sanity check */
832         .if \shift_ist != -1 && \paranoid == 0
833         .error "using shift_ist requires paranoid=1"
834         .endif
836         ASM_CLAC
837         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
839         .ifeq \has_error_code
840         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
841         .endif
843         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
845         .if \paranoid
846         .if \paranoid == 1
847         testb   $3, CS(%rsp)                    /* If coming from userspace, switch stacks */
848         jnz     1f
849         .endif
850         call    paranoid_entry
851         .else
852         call    error_entry
853         .endif
854         UNWIND_HINT_REGS
855         /* returned flag: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: don't need it */
857         .if \paranoid
858         .if \shift_ist != -1
859         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG                    /* reload IDT in case of recursion */
860         .else
861         TRACE_IRQS_OFF
862         .endif
863         .endif
865         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
867         .if \has_error_code
868         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
869         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
870         .else
871         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
872         .endif
874         .if \shift_ist != -1
875         subq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
876         .endif
878         call    \do_sym
880         .if \shift_ist != -1
881         addq    $EXCEPTION_STKSZ, CPU_TSS_IST(\shift_ist)
882         .endif
884         /* these procedures expect "no swapgs" flag in ebx */
885         .if \paranoid
886         jmp     paranoid_exit
887         .else
888         jmp     error_exit
889         .endif
891         .if \paranoid == 1
892         /*
893          * Paranoid entry from userspace.  Switch stacks and treat it
894          * as a normal entry.  This means that paranoid handlers
895          * run in real process context if user_mode(regs).
896          */
898         call    error_entry
901         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
902         call    sync_regs
903         movq    %rax, %rsp                      /* switch stack */
905         movq    %rsp, %rdi                      /* pt_regs pointer */
907         .if \has_error_code
908         movq    ORIG_RAX(%rsp), %rsi            /* get error code */
909         movq    $-1, ORIG_RAX(%rsp)             /* no syscall to restart */
910         .else
911         xorl    %esi, %esi                      /* no error code */
912         .endif
914         call    \do_sym
916         jmp     error_exit                      /* %ebx: no swapgs flag */
917         .endif
918 END(\sym)
919 .endm
921 idtentry divide_error                   do_divide_error                 has_error_code=0
922 idtentry overflow                       do_overflow                     has_error_code=0
923 idtentry bounds                         do_bounds                       has_error_code=0
924 idtentry invalid_op                     do_invalid_op                   has_error_code=0
925 idtentry device_not_available           do_device_not_available         has_error_code=0
926 idtentry double_fault                   do_double_fault                 has_error_code=1 paranoid=2
927 idtentry coprocessor_segment_overrun    do_coprocessor_segment_overrun  has_error_code=0
928 idtentry invalid_TSS                    do_invalid_TSS                  has_error_code=1
929 idtentry segment_not_present            do_segment_not_present          has_error_code=1
930 idtentry spurious_interrupt_bug         do_spurious_interrupt_bug       has_error_code=0
931 idtentry coprocessor_error              do_coprocessor_error            has_error_code=0
932 idtentry alignment_check                do_alignment_check              has_error_code=1
933 idtentry simd_coprocessor_error         do_simd_coprocessor_error       has_error_code=0
936         /*
937          * Reload gs selector with exception handling
938          * edi:  new selector
939          */
940 ENTRY(native_load_gs_index)
941         FRAME_BEGIN
942         pushfq
943         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY & ~CLBR_RDI)
944         SWAPGS
945 .Lgs_change:
946         movl    %edi, %gs
947 2:      ALTERNATIVE "", "mfence", X86_BUG_SWAPGS_FENCE
948         SWAPGS
949         popfq
950         FRAME_END
951         ret
952 ENDPROC(native_load_gs_index)
953 EXPORT_SYMBOL(native_load_gs_index)
955         _ASM_EXTABLE(.Lgs_change, bad_gs)
956         .section .fixup, "ax"
957         /* running with kernelgs */
958 bad_gs:
959         SWAPGS                                  /* switch back to user gs */
960 .macro ZAP_GS
961         /* This can't be a string because the preprocessor needs to see it. */
962         movl $__USER_DS, %eax
963         movl %eax, %gs
964 .endm
965         ALTERNATIVE "", "ZAP_GS", X86_BUG_NULL_SEG
966         xorl    %eax, %eax
967         movl    %eax, %gs
968         jmp     2b
969         .previous
971 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
972 ENTRY(do_softirq_own_stack)
973         pushq   %rbp
974         mov     %rsp, %rbp
975         ENTER_IRQ_STACK regs=0 old_rsp=%r11
976         call    __do_softirq
977         LEAVE_IRQ_STACK regs=0
978         leaveq
979         ret
980 ENDPROC(do_softirq_own_stack)
982 #ifdef CONFIG_XEN
983 idtentry xen_hypervisor_callback xen_do_hypervisor_callback has_error_code=0
986  * A note on the "critical region" in our callback handler.
987  * We want to avoid stacking callback handlers due to events occurring
988  * during handling of the last event. To do this, we keep events disabled
989  * until we've done all processing. HOWEVER, we must enable events before
990  * popping the stack frame (can't be done atomically) and so it would still
991  * be possible to get enough handler activations to overflow the stack.
992  * Although unlikely, bugs of that kind are hard to track down, so we'd
993  * like to avoid the possibility.
994  * So, on entry to the handler we detect whether we interrupted an
995  * existing activation in its critical region -- if so, we pop the current
996  * activation and restart the handler using the previous one.
997  */
998 ENTRY(xen_do_hypervisor_callback)               /* do_hypervisor_callback(struct *pt_regs) */
1001  * Since we don't modify %rdi, evtchn_do_upall(struct *pt_regs) will
1002  * see the correct pointer to the pt_regs
1003  */
1004         UNWIND_HINT_FUNC
1005         movq    %rdi, %rsp                      /* we don't return, adjust the stack frame */
1006         UNWIND_HINT_REGS
1008         ENTER_IRQ_STACK old_rsp=%r10
1009         call    xen_evtchn_do_upcall
1010         LEAVE_IRQ_STACK
1012 #ifndef CONFIG_PREEMPT
1013         call    xen_maybe_preempt_hcall
1014 #endif
1015         jmp     error_exit
1016 END(xen_do_hypervisor_callback)
1019  * Hypervisor uses this for application faults while it executes.
1020  * We get here for two reasons:
1021  *  1. Fault while reloading DS, ES, FS or GS
1022  *  2. Fault while executing IRET
1023  * Category 1 we do not need to fix up as Xen has already reloaded all segment
1024  * registers that could be reloaded and zeroed the others.
1025  * Category 2 we fix up by killing the current process. We cannot use the
1026  * normal Linux return path in this case because if we use the IRET hypercall
1027  * to pop the stack frame we end up in an infinite loop of failsafe callbacks.
1028  * We distinguish between categories by comparing each saved segment register
1029  * with its current contents: any discrepancy means we in category 1.
1030  */
1031 ENTRY(xen_failsafe_callback)
1032         UNWIND_HINT_EMPTY
1033         movl    %ds, %ecx
1034         cmpw    %cx, 0x10(%rsp)
1035         jne     1f
1036         movl    %es, %ecx
1037         cmpw    %cx, 0x18(%rsp)
1038         jne     1f
1039         movl    %fs, %ecx
1040         cmpw    %cx, 0x20(%rsp)
1041         jne     1f
1042         movl    %gs, %ecx
1043         cmpw    %cx, 0x28(%rsp)
1044         jne     1f
1045         /* All segments match their saved values => Category 2 (Bad IRET). */
1046         movq    (%rsp), %rcx
1047         movq    8(%rsp), %r11
1048         addq    $0x30, %rsp
1049         pushq   $0                              /* RIP */
1050         pushq   %r11
1051         pushq   %rcx
1052         UNWIND_HINT_IRET_REGS offset=8
1053         jmp     general_protection
1054 1:      /* Segment mismatch => Category 1 (Bad segment). Retry the IRET. */
1055         movq    (%rsp), %rcx
1056         movq    8(%rsp), %r11
1057         addq    $0x30, %rsp
1058         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1059         pushq   $-1 /* orig_ax = -1 => not a system call */
1060         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1061         SAVE_C_REGS
1062         SAVE_EXTRA_REGS
1063         ENCODE_FRAME_POINTER
1064         jmp     error_exit
1065 END(xen_failsafe_callback)
1067 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1068         xen_hvm_callback_vector xen_evtchn_do_upcall
1070 #endif /* CONFIG_XEN */
1072 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1073 apicinterrupt3 HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR \
1074         hyperv_callback_vector hyperv_vector_handler
1075 #endif /* CONFIG_HYPERV */
1077 idtentry debug                  do_debug                has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1078 idtentry int3                   do_int3                 has_error_code=0        paranoid=1 shift_ist=DEBUG_STACK
1079 idtentry stack_segment          do_stack_segment        has_error_code=1
1081 #ifdef CONFIG_XEN
1082 idtentry xen_debug              do_debug                has_error_code=0
1083 idtentry xen_int3               do_int3                 has_error_code=0
1084 idtentry xen_stack_segment      do_stack_segment        has_error_code=1
1085 #endif
1087 idtentry general_protection     do_general_protection   has_error_code=1
1088 idtentry page_fault             do_page_fault           has_error_code=1
1090 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1091 idtentry async_page_fault       do_async_page_fault     has_error_code=1
1092 #endif
1094 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1095 idtentry machine_check                                  has_error_code=0        paranoid=1 do_sym=*machine_check_vector(%rip)
1096 #endif
1099  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1100  * Use slow, but surefire "are we in kernel?" check.
1101  * Return: ebx=0: need swapgs on exit, ebx=1: otherwise
1102  */
1103 ENTRY(paranoid_entry)
1104         UNWIND_HINT_FUNC
1105         cld
1106         SAVE_C_REGS 8
1107         SAVE_EXTRA_REGS 8
1108         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1109         movl    $1, %ebx
1110         movl    $MSR_GS_BASE, %ecx
1111         rdmsr
1112         testl   %edx, %edx
1113         js      1f                              /* negative -> in kernel */
1114         SWAPGS
1115         xorl    %ebx, %ebx
1116 1:      ret
1117 END(paranoid_entry)
1120  * "Paranoid" exit path from exception stack.  This is invoked
1121  * only on return from non-NMI IST interrupts that came
1122  * from kernel space.
1124  * We may be returning to very strange contexts (e.g. very early
1125  * in syscall entry), so checking for preemption here would
1126  * be complicated.  Fortunately, we there's no good reason
1127  * to try to handle preemption here.
1129  * On entry, ebx is "no swapgs" flag (1: don't need swapgs, 0: need it)
1130  */
1131 ENTRY(paranoid_exit)
1132         UNWIND_HINT_REGS
1133         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1134         TRACE_IRQS_OFF_DEBUG
1135         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1136         jnz     paranoid_exit_no_swapgs
1137         TRACE_IRQS_IRETQ
1138         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1139         jmp     paranoid_exit_restore
1140 paranoid_exit_no_swapgs:
1141         TRACE_IRQS_IRETQ_DEBUG
1142 paranoid_exit_restore:
1143         RESTORE_EXTRA_REGS
1144         RESTORE_C_REGS
1145         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 8
1146         INTERRUPT_RETURN
1147 END(paranoid_exit)
1150  * Save all registers in pt_regs, and switch gs if needed.
1151  * Return: EBX=0: came from user mode; EBX=1: otherwise
1152  */
1153 ENTRY(error_entry)
1154         UNWIND_HINT_FUNC
1155         cld
1156         SAVE_C_REGS 8
1157         SAVE_EXTRA_REGS 8
1158         ENCODE_FRAME_POINTER 8
1159         xorl    %ebx, %ebx
1160         testb   $3, CS+8(%rsp)
1161         jz      .Lerror_kernelspace
1163         /*
1164          * We entered from user mode or we're pretending to have entered
1165          * from user mode due to an IRET fault.
1166          */
1167         SWAPGS
1169 .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs:
1170         /*
1171          * We need to tell lockdep that IRQs are off.  We can't do this until
1172          * we fix gsbase, and we should do it before enter_from_user_mode
1173          * (which can take locks).
1174          */
1175         TRACE_IRQS_OFF
1176         CALL_enter_from_user_mode
1177         ret
1179 .Lerror_entry_done:
1180         TRACE_IRQS_OFF
1181         ret
1183         /*
1184          * There are two places in the kernel that can potentially fault with
1185          * usergs. Handle them here.  B stepping K8s sometimes report a
1186          * truncated RIP for IRET exceptions returning to compat mode. Check
1187          * for these here too.
1188          */
1189 .Lerror_kernelspace:
1190         incl    %ebx
1191         leaq    native_irq_return_iret(%rip), %rcx
1192         cmpq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1193         je      .Lerror_bad_iret
1194         movl    %ecx, %eax                      /* zero extend */
1195         cmpq    %rax, RIP+8(%rsp)
1196         je      .Lbstep_iret
1197         cmpq    $.Lgs_change, RIP+8(%rsp)
1198         jne     .Lerror_entry_done
1200         /*
1201          * hack: .Lgs_change can fail with user gsbase.  If this happens, fix up
1202          * gsbase and proceed.  We'll fix up the exception and land in
1203          * .Lgs_change's error handler with kernel gsbase.
1204          */
1205         SWAPGS
1206         jmp .Lerror_entry_done
1208 .Lbstep_iret:
1209         /* Fix truncated RIP */
1210         movq    %rcx, RIP+8(%rsp)
1211         /* fall through */
1213 .Lerror_bad_iret:
1214         /*
1215          * We came from an IRET to user mode, so we have user gsbase.
1216          * Switch to kernel gsbase:
1217          */
1218         SWAPGS
1220         /*
1221          * Pretend that the exception came from user mode: set up pt_regs
1222          * as if we faulted immediately after IRET and clear EBX so that
1223          * error_exit knows that we will be returning to user mode.
1224          */
1225         mov     %rsp, %rdi
1226         call    fixup_bad_iret
1227         mov     %rax, %rsp
1228         decl    %ebx
1229         jmp     .Lerror_entry_from_usermode_after_swapgs
1230 END(error_entry)
1234  * On entry, EBX is a "return to kernel mode" flag:
1235  *   1: already in kernel mode, don't need SWAPGS
1236  *   0: user gsbase is loaded, we need SWAPGS and standard preparation for return to usermode
1237  */
1238 ENTRY(error_exit)
1239         UNWIND_HINT_REGS
1240         DISABLE_INTERRUPTS(CLBR_ANY)
1241         TRACE_IRQS_OFF
1242         testl   %ebx, %ebx
1243         jnz     retint_kernel
1244         jmp     retint_user
1245 END(error_exit)
1247 /* Runs on exception stack */
1248 ENTRY(nmi)
1249         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1250         /*
1251          * Fix up the exception frame if we're on Xen.
1252          * PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME is guaranteed to push at most
1253          * one value to the stack on native, so it may clobber the rdx
1254          * scratch slot, but it won't clobber any of the important
1255          * slots past it.
1256          *
1257          * Xen is a different story, because the Xen frame itself overlaps
1258          * the "NMI executing" variable.
1259          */
1260         PARAVIRT_ADJUST_EXCEPTION_FRAME
1262         /*
1263          * We allow breakpoints in NMIs. If a breakpoint occurs, then
1264          * the iretq it performs will take us out of NMI context.
1265          * This means that we can have nested NMIs where the next
1266          * NMI is using the top of the stack of the previous NMI. We
1267          * can't let it execute because the nested NMI will corrupt the
1268          * stack of the previous NMI. NMI handlers are not re-entrant
1269          * anyway.
1270          *
1271          * To handle this case we do the following:
1272          *  Check the a special location on the stack that contains
1273          *  a variable that is set when NMIs are executing.
1274          *  The interrupted task's stack is also checked to see if it
1275          *  is an NMI stack.
1276          *  If the variable is not set and the stack is not the NMI
1277          *  stack then:
1278          *    o Set the special variable on the stack
1279          *    o Copy the interrupt frame into an "outermost" location on the
1280          *      stack
1281          *    o Copy the interrupt frame into an "iret" location on the stack
1282          *    o Continue processing the NMI
1283          *  If the variable is set or the previous stack is the NMI stack:
1284          *    o Modify the "iret" location to jump to the repeat_nmi
1285          *    o return back to the first NMI
1286          *
1287          * Now on exit of the first NMI, we first clear the stack variable
1288          * The NMI stack will tell any nested NMIs at that point that it is
1289          * nested. Then we pop the stack normally with iret, and if there was
1290          * a nested NMI that updated the copy interrupt stack frame, a
1291          * jump will be made to the repeat_nmi code that will handle the second
1292          * NMI.
1293          *
1294          * However, espfix prevents us from directly returning to userspace
1295          * with a single IRET instruction.  Similarly, IRET to user mode
1296          * can fault.  We therefore handle NMIs from user space like
1297          * other IST entries.
1298          */
1300         ASM_CLAC
1302         /* Use %rdx as our temp variable throughout */
1303         pushq   %rdx
1305         testb   $3, CS-RIP+8(%rsp)
1306         jz      .Lnmi_from_kernel
1308         /*
1309          * NMI from user mode.  We need to run on the thread stack, but we
1310          * can't go through the normal entry paths: NMIs are masked, and
1311          * we don't want to enable interrupts, because then we'll end
1312          * up in an awkward situation in which IRQs are on but NMIs
1313          * are off.
1314          *
1315          * We also must not push anything to the stack before switching
1316          * stacks lest we corrupt the "NMI executing" variable.
1317          */
1319         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1320         cld
1321         movq    %rsp, %rdx
1322         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rsp
1323         UNWIND_HINT_IRET_REGS base=%rdx offset=8
1324         pushq   5*8(%rdx)       /* pt_regs->ss */
1325         pushq   4*8(%rdx)       /* pt_regs->rsp */
1326         pushq   3*8(%rdx)       /* pt_regs->flags */
1327         pushq   2*8(%rdx)       /* pt_regs->cs */
1328         pushq   1*8(%rdx)       /* pt_regs->rip */
1329         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1330         pushq   $-1             /* pt_regs->orig_ax */
1331         pushq   %rdi            /* pt_regs->di */
1332         pushq   %rsi            /* pt_regs->si */
1333         pushq   (%rdx)          /* pt_regs->dx */
1334         pushq   %rcx            /* pt_regs->cx */
1335         pushq   %rax            /* pt_regs->ax */
1336         pushq   %r8             /* pt_regs->r8 */
1337         pushq   %r9             /* pt_regs->r9 */
1338         pushq   %r10            /* pt_regs->r10 */
1339         pushq   %r11            /* pt_regs->r11 */
1340         pushq   %rbx            /* pt_regs->rbx */
1341         pushq   %rbp            /* pt_regs->rbp */
1342         pushq   %r12            /* pt_regs->r12 */
1343         pushq   %r13            /* pt_regs->r13 */
1344         pushq   %r14            /* pt_regs->r14 */
1345         pushq   %r15            /* pt_regs->r15 */
1346         UNWIND_HINT_REGS
1347         ENCODE_FRAME_POINTER
1349         /*
1350          * At this point we no longer need to worry about stack damage
1351          * due to nesting -- we're on the normal thread stack and we're
1352          * done with the NMI stack.
1353          */
1355         movq    %rsp, %rdi
1356         movq    $-1, %rsi
1357         call    do_nmi
1359         /*
1360          * Return back to user mode.  We must *not* do the normal exit
1361          * work, because we don't want to enable interrupts.
1362          */
1363         SWAPGS
1364         jmp     restore_regs_and_iret
1366 .Lnmi_from_kernel:
1367         /*
1368          * Here's what our stack frame will look like:
1369          * +---------------------------------------------------------+
1370          * | original SS                                             |
1371          * | original Return RSP                                     |
1372          * | original RFLAGS                                         |
1373          * | original CS                                             |
1374          * | original RIP                                            |
1375          * +---------------------------------------------------------+
1376          * | temp storage for rdx                                    |
1377          * +---------------------------------------------------------+
1378          * | "NMI executing" variable                                |
1379          * +---------------------------------------------------------+
1380          * | iret SS          } Copied from "outermost" frame        |
1381          * | iret Return RSP  } on each loop iteration; overwritten  |
1382          * | iret RFLAGS      } by a nested NMI to force another     |
1383          * | iret CS          } iteration if needed.                 |
1384          * | iret RIP         }                                      |
1385          * +---------------------------------------------------------+
1386          * | outermost SS          } initialized in first_nmi;       |
1387          * | outermost Return RSP  } will not be changed before      |
1388          * | outermost RFLAGS      } NMI processing is done.         |
1389          * | outermost CS          } Copied to "iret" frame on each  |
1390          * | outermost RIP         } iteration.                      |
1391          * +---------------------------------------------------------+
1392          * | pt_regs                                                 |
1393          * +---------------------------------------------------------+
1394          *
1395          * The "original" frame is used by hardware.  Before re-enabling
1396          * NMIs, we need to be done with it, and we need to leave enough
1397          * space for the asm code here.
1398          *
1399          * We return by executing IRET while RSP points to the "iret" frame.
1400          * That will either return for real or it will loop back into NMI
1401          * processing.
1402          *
1403          * The "outermost" frame is copied to the "iret" frame on each
1404          * iteration of the loop, so each iteration starts with the "iret"
1405          * frame pointing to the final return target.
1406          */
1408         /*
1409          * Determine whether we're a nested NMI.
1410          *
1411          * If we interrupted kernel code between repeat_nmi and
1412          * end_repeat_nmi, then we are a nested NMI.  We must not
1413          * modify the "iret" frame because it's being written by
1414          * the outer NMI.  That's okay; the outer NMI handler is
1415          * about to about to call do_nmi anyway, so we can just
1416          * resume the outer NMI.
1417          */
1419         movq    $repeat_nmi, %rdx
1420         cmpq    8(%rsp), %rdx
1421         ja      1f
1422         movq    $end_repeat_nmi, %rdx
1423         cmpq    8(%rsp), %rdx
1424         ja      nested_nmi_out
1427         /*
1428          * Now check "NMI executing".  If it's set, then we're nested.
1429          * This will not detect if we interrupted an outer NMI just
1430          * before IRET.
1431          */
1432         cmpl    $1, -8(%rsp)
1433         je      nested_nmi
1435         /*
1436          * Now test if the previous stack was an NMI stack.  This covers
1437          * the case where we interrupt an outer NMI after it clears
1438          * "NMI executing" but before IRET.  We need to be careful, though:
1439          * there is one case in which RSP could point to the NMI stack
1440          * despite there being no NMI active: naughty userspace controls
1441          * RSP at the very beginning of the SYSCALL targets.  We can
1442          * pull a fast one on naughty userspace, though: we program
1443          * SYSCALL to mask DF, so userspace cannot cause DF to be set
1444          * if it controls the kernel's RSP.  We set DF before we clear
1445          * "NMI executing".
1446          */
1447         lea     6*8(%rsp), %rdx
1448         /* Compare the NMI stack (rdx) with the stack we came from (4*8(%rsp)) */
1449         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1450         /* If the stack pointer is above the NMI stack, this is a normal NMI */
1451         ja      first_nmi
1453         subq    $EXCEPTION_STKSZ, %rdx
1454         cmpq    %rdx, 4*8(%rsp)
1455         /* If it is below the NMI stack, it is a normal NMI */
1456         jb      first_nmi
1458         /* Ah, it is within the NMI stack. */
1460         testb   $(X86_EFLAGS_DF >> 8), (3*8 + 1)(%rsp)
1461         jz      first_nmi       /* RSP was user controlled. */
1463         /* This is a nested NMI. */
1465 nested_nmi:
1466         /*
1467          * Modify the "iret" frame to point to repeat_nmi, forcing another
1468          * iteration of NMI handling.
1469          */
1470         subq    $8, %rsp
1471         leaq    -10*8(%rsp), %rdx
1472         pushq   $__KERNEL_DS
1473         pushq   %rdx
1474         pushfq
1475         pushq   $__KERNEL_CS
1476         pushq   $repeat_nmi
1478         /* Put stack back */
1479         addq    $(6*8), %rsp
1481 nested_nmi_out:
1482         popq    %rdx
1484         /* We are returning to kernel mode, so this cannot result in a fault. */
1485         INTERRUPT_RETURN
1487 first_nmi:
1488         /* Restore rdx. */
1489         movq    (%rsp), %rdx
1491         /* Make room for "NMI executing". */
1492         pushq   $0
1494         /* Leave room for the "iret" frame */
1495         subq    $(5*8), %rsp
1497         /* Copy the "original" frame to the "outermost" frame */
1498         .rept 5
1499         pushq   11*8(%rsp)
1500         .endr
1501         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1503         /* Everything up to here is safe from nested NMIs */
1505 #ifdef CONFIG_DEBUG_ENTRY
1506         /*
1507          * For ease of testing, unmask NMIs right away.  Disabled by
1508          * default because IRET is very expensive.
1509          */
1510         pushq   $0              /* SS */
1511         pushq   %rsp            /* RSP (minus 8 because of the previous push) */
1512         addq    $8, (%rsp)      /* Fix up RSP */
1513         pushfq                  /* RFLAGS */
1514         pushq   $__KERNEL_CS    /* CS */
1515         pushq   $1f             /* RIP */
1516         INTERRUPT_RETURN        /* continues at repeat_nmi below */
1517         UNWIND_HINT_IRET_REGS
1519 #endif
1521 repeat_nmi:
1522         /*
1523          * If there was a nested NMI, the first NMI's iret will return
1524          * here. But NMIs are still enabled and we can take another
1525          * nested NMI. The nested NMI checks the interrupted RIP to see
1526          * if it is between repeat_nmi and end_repeat_nmi, and if so
1527          * it will just return, as we are about to repeat an NMI anyway.
1528          * This makes it safe to copy to the stack frame that a nested
1529          * NMI will update.
1530          *
1531          * RSP is pointing to "outermost RIP".  gsbase is unknown, but, if
1532          * we're repeating an NMI, gsbase has the same value that it had on
1533          * the first iteration.  paranoid_entry will load the kernel
1534          * gsbase if needed before we call do_nmi.  "NMI executing"
1535          * is zero.
1536          */
1537         movq    $1, 10*8(%rsp)          /* Set "NMI executing". */
1539         /*
1540          * Copy the "outermost" frame to the "iret" frame.  NMIs that nest
1541          * here must not modify the "iret" frame while we're writing to
1542          * it or it will end up containing garbage.
1543          */
1544         addq    $(10*8), %rsp
1545         .rept 5
1546         pushq   -6*8(%rsp)
1547         .endr
1548         subq    $(5*8), %rsp
1549 end_repeat_nmi:
1551         /*
1552          * Everything below this point can be preempted by a nested NMI.
1553          * If this happens, then the inner NMI will change the "iret"
1554          * frame to point back to repeat_nmi.
1555          */
1556         pushq   $-1                             /* ORIG_RAX: no syscall to restart */
1557         ALLOC_PT_GPREGS_ON_STACK
1559         /*
1560          * Use paranoid_entry to handle SWAPGS, but no need to use paranoid_exit
1561          * as we should not be calling schedule in NMI context.
1562          * Even with normal interrupts enabled. An NMI should not be
1563          * setting NEED_RESCHED or anything that normal interrupts and
1564          * exceptions might do.
1565          */
1566         call    paranoid_entry
1567         UNWIND_HINT_REGS
1569         /* paranoidentry do_nmi, 0; without TRACE_IRQS_OFF */
1570         movq    %rsp, %rdi
1571         movq    $-1, %rsi
1572         call    do_nmi
1574         testl   %ebx, %ebx                      /* swapgs needed? */
1575         jnz     nmi_restore
1576 nmi_swapgs:
1577         SWAPGS_UNSAFE_STACK
1578 nmi_restore:
1579         RESTORE_EXTRA_REGS
1580         RESTORE_C_REGS
1582         /* Point RSP at the "iret" frame. */
1583         REMOVE_PT_GPREGS_FROM_STACK 6*8
1585         /*
1586          * Clear "NMI executing".  Set DF first so that we can easily
1587          * distinguish the remaining code between here and IRET from
1588          * the SYSCALL entry and exit paths.  On a native kernel, we
1589          * could just inspect RIP, but, on paravirt kernels,
1590          * INTERRUPT_RETURN can translate into a jump into a
1591          * hypercall page.
1592          */
1593         std
1594         movq    $0, 5*8(%rsp)           /* clear "NMI executing" */
1596         /*
1597          * INTERRUPT_RETURN reads the "iret" frame and exits the NMI
1598          * stack in a single instruction.  We are returning to kernel
1599          * mode, so this cannot result in a fault.
1600          */
1601         INTERRUPT_RETURN
1602 END(nmi)
1604 ENTRY(ignore_sysret)
1605         UNWIND_HINT_EMPTY
1606         mov     $-ENOSYS, %eax
1607         sysret
1608 END(ignore_sysret)
1610 ENTRY(rewind_stack_do_exit)
1611         UNWIND_HINT_FUNC
1612         /* Prevent any naive code from trying to unwind to our caller. */
1613         xorl    %ebp, %ebp
1615         movq    PER_CPU_VAR(cpu_current_top_of_stack), %rax
1616         leaq    -PTREGS_SIZE(%rax), %rsp
1617         UNWIND_HINT_FUNC sp_offset=PTREGS_SIZE
1619         call    do_exit
1620 END(rewind_stack_do_exit)