arch/x86_64/kernel/entry.S

   1 /*
   2  *  linux/arch/x86_64/entry.S
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Andi Kleen SuSE Labs
   6  *  Copyright (C) 2000  Pavel Machek <pavel@suse.cz>
   7  */
   8
   9 /*
  10  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
  11  *
  12  * NOTE: This code handles signal-recognition, which happens every time
  13  * after an interrupt and after each system call.
  14  *
  15  * Normal syscalls and interrupts don't save a full stack frame, this is
  16  * only done for syscall tracing, signals or fork/exec et.al.
  17  *
  18  * A note on terminology:
  19  * - top of stack: Architecture defined interrupt frame from SS to RIP
  20  * at the top of the kernel process stack.
  21  * - partial stack frame: partially saved registers upto R11.
  22  * - full stack frame: Like partial stack frame, but all register saved.
  23  *
  24  * Some macro usage:
  25  * - CFI macros are used to generate dwarf2 unwind information for better
  26  * backtraces. They don't change any code.
  27  * - SAVE_ALL/RESTORE_ALL - Save/restore all registers
  28  * - SAVE_ARGS/RESTORE_ARGS - Save/restore registers that C functions modify.
  29  * There are unfortunately lots of special cases where some registers
  30  * not touched. The macro is a big mess that should be cleaned up.
  31  * - SAVE_REST/RESTORE_REST - Handle the registers not saved by SAVE_ARGS.
  32  * Gives a full stack frame.
  33  * - ENTRY/END Define functions in the symbol table.
  34  * - FIXUP_TOP_OF_STACK/RESTORE_TOP_OF_STACK - Fix up the hardware stack
  35  * frame that is otherwise undefined after a SYSCALL
  36  * - TRACE_IRQ_* - Trace hard interrupt state for lock debugging.
  37  * - errorentry/paranoidentry/zeroentry - Define exception entry points.
  38  */
  39
  40 #include <linux/linkage.h>
  41 #include <asm/segment.h>
  42 #include <asm/cache.h>
  43 #include <asm/errno.h>
  44 #include <asm/dwarf2.h>
  45 #include <asm/calling.h>
  46 #include <asm/asm-offsets.h>
  47 #include <asm/msr.h>
  48 #include <asm/unistd.h>
  49 #include <asm/thread_info.h>
  50 #include <asm/hw_irq.h>
  51 #include <asm/page.h>
  52 #include <asm/irqflags.h>
  53
  54         .code64
  55
  56 #ifndef CONFIG_PREEMPT
  57 #define retint_kernel retint_restore_args
  58 #endif
  59
  60
  61 .macro TRACE_IRQS_IRETQ offset=ARGOFFSET
  62 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
  63         bt   $9,EFLAGS-\offset(%rsp)    /* interrupts off? */
  64         jnc  1f
  65         TRACE_IRQS_ON
  66 1:
  67 #endif
  68 .endm
  69
  70 /*
  71  * C code is not supposed to know about undefined top of stack. Every time
  72  * a C function with an pt_regs argument is called from the SYSCALL based
  73  * fast path FIXUP_TOP_OF_STACK is needed.
  74  * RESTORE_TOP_OF_STACK syncs the syscall state after any possible ptregs
  75  * manipulation.
  76  */
  77
  78         /* %rsp:at FRAMEEND */
  79         .macro FIXUP_TOP_OF_STACK tmp
  80         movq    %gs:pda_oldrsp,\tmp
  81         movq    \tmp,RSP(%rsp)
  82         movq    $__USER_DS,SS(%rsp)
  83         movq    $__USER_CS,CS(%rsp)
  84         movq    $-1,RCX(%rsp)
  85         movq    R11(%rsp),\tmp  /* get eflags */
  86         movq    \tmp,EFLAGS(%rsp)
  87         .endm
  88
  89         .macro RESTORE_TOP_OF_STACK tmp,offset=0
  90         movq   RSP-\offset(%rsp),\tmp
  91         movq   \tmp,%gs:pda_oldrsp
  92         movq   EFLAGS-\offset(%rsp),\tmp
  93         movq   \tmp,R11-\offset(%rsp)
  94         .endm
  95
  96         .macro FAKE_STACK_FRAME child_rip
  97         /* push in order ss, rsp, eflags, cs, rip */
  98         xorl %eax, %eax
  99         pushq %rax /* ss */
 100         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 101         /*CFI_REL_OFFSET        ss,0*/
 102         pushq %rax /* rsp */
 103         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 104         CFI_REL_OFFSET  rsp,0
 105         pushq $(1<<9) /* eflags - interrupts on */
 106         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 107         /*CFI_REL_OFFSET        rflags,0*/
 108         pushq $__KERNEL_CS /* cs */
 109         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 110         /*CFI_REL_OFFSET        cs,0*/
 111         pushq \child_rip /* rip */
 112         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 113         CFI_REL_OFFSET  rip,0
 114         pushq   %rax /* orig rax */
 115         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 116         .endm
 117
 118         .macro UNFAKE_STACK_FRAME
 119         addq $8*6, %rsp
 120         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   -(6*8)
 121         .endm
 122
 123         .macro  CFI_DEFAULT_STACK start=1
 124         .if \start
 125         CFI_STARTPROC   simple
 126         CFI_SIGNAL_FRAME
 127         CFI_DEF_CFA     rsp,SS+8
 128         .else
 129         CFI_DEF_CFA_OFFSET SS+8
 130         .endif
 131         CFI_REL_OFFSET  r15,R15
 132         CFI_REL_OFFSET  r14,R14
 133         CFI_REL_OFFSET  r13,R13
 134         CFI_REL_OFFSET  r12,R12
 135         CFI_REL_OFFSET  rbp,RBP
 136         CFI_REL_OFFSET  rbx,RBX
 137         CFI_REL_OFFSET  r11,R11
 138         CFI_REL_OFFSET  r10,R10
 139         CFI_REL_OFFSET  r9,R9
 140         CFI_REL_OFFSET  r8,R8
 141         CFI_REL_OFFSET  rax,RAX
 142         CFI_REL_OFFSET  rcx,RCX
 143         CFI_REL_OFFSET  rdx,RDX
 144         CFI_REL_OFFSET  rsi,RSI
 145         CFI_REL_OFFSET  rdi,RDI
 146         CFI_REL_OFFSET  rip,RIP
 147         /*CFI_REL_OFFSET        cs,CS*/
 148         /*CFI_REL_OFFSET        rflags,EFLAGS*/
 149         CFI_REL_OFFSET  rsp,RSP
 150         /*CFI_REL_OFFSET        ss,SS*/
 151         .endm
 152 /*
 153  * A newly forked process directly context switches into this.
 154  */
 155 /* rdi: prev */
 156 ENTRY(ret_from_fork)
 157         CFI_DEFAULT_STACK
 158         push kernel_eflags(%rip)
 159         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 4
 160         popf                            # reset kernel eflags
 161         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -4
 162         call schedule_tail
 163         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 164         testl $(_TIF_SYSCALL_TRACE|_TIF_SYSCALL_AUDIT),threadinfo_flags(%rcx)
 165         jnz rff_trace
 166 rff_action:
 167         RESTORE_REST
 168         testl $3,CS-ARGOFFSET(%rsp)     # from kernel_thread?
 169         je   int_ret_from_sys_call
 170         testl $_TIF_IA32,threadinfo_flags(%rcx)
 171         jnz  int_ret_from_sys_call
 172         RESTORE_TOP_OF_STACK %rdi,ARGOFFSET
 173         jmp ret_from_sys_call
 174 rff_trace:
 175         movq %rsp,%rdi
 176         call syscall_trace_leave
 177         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 178         jmp rff_action
 179         CFI_ENDPROC
 180 END(ret_from_fork)
 181
 182 /*
 183  * System call entry. Upto 6 arguments in registers are supported.
 184  *
 185  * SYSCALL does not save anything on the stack and does not change the
 186  * stack pointer.
 187  */
 188
 189 /*
 190  * Register setup:
 191  * rax  system call number
 192  * rdi  arg0
 193  * rcx  return address for syscall/sysret, C arg3
 194  * rsi  arg1
 195  * rdx  arg2
 196  * r10  arg3    (--> moved to rcx for C)
 197  * r8   arg4
 198  * r9   arg5
 199  * r11  eflags for syscall/sysret, temporary for C
 200  * r12-r15,rbp,rbx saved by C code, not touched.
 201  *
 202  * Interrupts are off on entry.
 203  * Only called from user space.
 204  *
 205  * XXX  if we had a free scratch register we could save the RSP into the stack frame
 206  *      and report it properly in ps. Unfortunately we haven't.
 207  *
 208  * When user can change the frames always force IRET. That is because
 209  * it deals with uncanonical addresses better. SYSRET has trouble
 210  * with them due to bugs in both AMD and Intel CPUs.
 211  */
 212
 213 ENTRY(system_call)
 214         CFI_STARTPROC   simple
 215         CFI_SIGNAL_FRAME
 216         CFI_DEF_CFA     rsp,PDA_STACKOFFSET
 217         CFI_REGISTER    rip,rcx
 218         /*CFI_REGISTER  rflags,r11*/
 219         swapgs
 220         movq    %rsp,%gs:pda_oldrsp
 221         movq    %gs:pda_kernelstack,%rsp
 222         /*
 223          * No need to follow this irqs off/on section - it's straight
 224          * and short:
 225          */
 226         sti
 227         SAVE_ARGS 8,1
 228         movq  %rax,ORIG_RAX-ARGOFFSET(%rsp)
 229         movq  %rcx,RIP-ARGOFFSET(%rsp)
 230         CFI_REL_OFFSET rip,RIP-ARGOFFSET
 231         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 232         testl $(_TIF_SYSCALL_TRACE|_TIF_SYSCALL_AUDIT|_TIF_SECCOMP),threadinfo_flags(%rcx)
 233         jnz tracesys
 234         cmpq $__NR_syscall_max,%rax
 235         ja badsys
 236         movq %r10,%rcx
 237         call *sys_call_table(,%rax,8)  # XXX:    rip relative
 238         movq %rax,RAX-ARGOFFSET(%rsp)
 239 /*
 240  * Syscall return path ending with SYSRET (fast path)
 241  * Has incomplete stack frame and undefined top of stack.
 242  */
 243 ret_from_sys_call:
 244         movl $_TIF_ALLWORK_MASK,%edi
 245         /* edi: flagmask */
 246 sysret_check:
 247         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 248         cli
 249         TRACE_IRQS_OFF
 250         movl threadinfo_flags(%rcx),%edx
 251         andl %edi,%edx
 252         jnz  sysret_careful
 253         CFI_REMEMBER_STATE
 254         /*
 255          * sysretq will re-enable interrupts:
 256          */
 257         TRACE_IRQS_ON
 258         movq RIP-ARGOFFSET(%rsp),%rcx
 259         CFI_REGISTER    rip,rcx
 260         RESTORE_ARGS 0,-ARG_SKIP,1
 261         /*CFI_REGISTER  rflags,r11*/
 262         movq    %gs:pda_oldrsp,%rsp
 263         swapgs
 264         sysretq
 265
 266         CFI_RESTORE_STATE
 267         /* Handle reschedules */
 268         /* edx: work, edi: workmask */
 269 sysret_careful:
 270         bt $TIF_NEED_RESCHED,%edx
 271         jnc sysret_signal
 272         TRACE_IRQS_ON
 273         sti
 274         pushq %rdi
 275         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 276         call schedule
 277         popq  %rdi
 278         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8
 279         jmp sysret_check
 280
 281         /* Handle a signal */
 282 sysret_signal:
 283         TRACE_IRQS_ON
 284         sti
 285         testl $(_TIF_SIGPENDING|_TIF_NOTIFY_RESUME|_TIF_SINGLESTEP),%edx
 286         jz    1f
 287
 288         /* Really a signal */
 289         /* edx: work flags (arg3) */
 290         leaq do_notify_resume(%rip),%rax
 291         leaq -ARGOFFSET(%rsp),%rdi # &pt_regs -> arg1
 292         xorl %esi,%esi # oldset -> arg2
 293         call ptregscall_common
 294 1:      movl $_TIF_NEED_RESCHED,%edi
 295         /* Use IRET because user could have changed frame. This
 296            works because ptregscall_common has called FIXUP_TOP_OF_STACK. */
 297         cli
 298         TRACE_IRQS_OFF
 299         jmp int_with_check
 300
 301 badsys:
 302         movq $-ENOSYS,RAX-ARGOFFSET(%rsp)
 303         jmp ret_from_sys_call
 304
 305         /* Do syscall tracing */
 306 tracesys:
 307         SAVE_REST
 308         movq $-ENOSYS,RAX(%rsp)
 309         FIXUP_TOP_OF_STACK %rdi
 310         movq %rsp,%rdi
 311         call syscall_trace_enter
 312         LOAD_ARGS ARGOFFSET  /* reload args from stack in case ptrace changed it */
 313         RESTORE_REST
 314         cmpq $__NR_syscall_max,%rax
 315         movq $-ENOSYS,%rcx
 316         cmova %rcx,%rax
 317         ja  1f
 318         movq %r10,%rcx  /* fixup for C */
 319         call *sys_call_table(,%rax,8)
 320 1:      movq %rax,RAX-ARGOFFSET(%rsp)
 321         /* Use IRET because user could have changed frame */
 322
 323 /*
 324  * Syscall return path ending with IRET.
 325  * Has correct top of stack, but partial stack frame.
 326  */
 327         .globl int_ret_from_sys_call
 328 int_ret_from_sys_call:
 329         cli
 330         TRACE_IRQS_OFF
 331         testl $3,CS-ARGOFFSET(%rsp)
 332         je retint_restore_args
 333         movl $_TIF_ALLWORK_MASK,%edi
 334         /* edi: mask to check */
 335 int_with_check:
 336         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 337         movl threadinfo_flags(%rcx),%edx
 338         andl %edi,%edx
 339         jnz   int_careful
 340         andl    $~TS_COMPAT,threadinfo_status(%rcx)
 341         jmp   retint_swapgs
 342
 343         /* Either reschedule or signal or syscall exit tracking needed. */
 344         /* First do a reschedule test. */
 345         /* edx: work, edi: workmask */
 346 int_careful:
 347         bt $TIF_NEED_RESCHED,%edx
 348         jnc  int_very_careful
 349         TRACE_IRQS_ON
 350         sti
 351         pushq %rdi
 352         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 353         call schedule
 354         popq %rdi
 355         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8
 356         cli
 357         TRACE_IRQS_OFF
 358         jmp int_with_check
 359
 360         /* handle signals and tracing -- both require a full stack frame */
 361 int_very_careful:
 362         TRACE_IRQS_ON
 363         sti
 364         SAVE_REST
 365         /* Check for syscall exit trace */
 366         testl $(_TIF_SYSCALL_TRACE|_TIF_SYSCALL_AUDIT|_TIF_SINGLESTEP),%edx
 367         jz int_signal
 368         pushq %rdi
 369         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 370         leaq 8(%rsp),%rdi       # &ptregs -> arg1
 371         call syscall_trace_leave
 372         popq %rdi
 373         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8
 374         andl $~(_TIF_SYSCALL_TRACE|_TIF_SYSCALL_AUDIT|_TIF_SINGLESTEP),%edi
 375         jmp int_restore_rest
 376
 377 int_signal:
 378         testl $(_TIF_NOTIFY_RESUME|_TIF_SIGPENDING|_TIF_SINGLESTEP),%edx
 379         jz 1f
 380         movq %rsp,%rdi          # &ptregs -> arg1
 381         xorl %esi,%esi          # oldset -> arg2
 382         call do_notify_resume
 383 1:      movl $_TIF_NEED_RESCHED,%edi
 384 int_restore_rest:
 385         RESTORE_REST
 386         cli
 387         TRACE_IRQS_OFF
 388         jmp int_with_check
 389         CFI_ENDPROC
 390 END(system_call)
 391
 392 /*
 393  * Certain special system calls that need to save a complete full stack frame.
 394  */
 395
 396         .macro PTREGSCALL label,func,arg
 397         .globl \label
 398 \label:
 399         leaq    \func(%rip),%rax
 400         leaq    -ARGOFFSET+8(%rsp),\arg /* 8 for return address */
 401         jmp     ptregscall_common
 402 END(\label)
 403         .endm
 404
 405         CFI_STARTPROC
 406
 407         PTREGSCALL stub_clone, sys_clone, %r8
 408         PTREGSCALL stub_fork, sys_fork, %rdi
 409         PTREGSCALL stub_vfork, sys_vfork, %rdi
 410         PTREGSCALL stub_rt_sigsuspend, sys_rt_sigsuspend, %rdx
 411         PTREGSCALL stub_sigaltstack, sys_sigaltstack, %rdx
 412         PTREGSCALL stub_iopl, sys_iopl, %rsi
 413
 414 ENTRY(ptregscall_common)
 415         popq %r11
 416         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8
 417         CFI_REGISTER rip, r11
 418         SAVE_REST
 419         movq %r11, %r15
 420         CFI_REGISTER rip, r15
 421         FIXUP_TOP_OF_STACK %r11
 422         call *%rax
 423         RESTORE_TOP_OF_STACK %r11
 424         movq %r15, %r11
 425         CFI_REGISTER rip, r11
 426         RESTORE_REST
 427         pushq %r11
 428         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 429         CFI_REL_OFFSET rip, 0
 430         ret
 431         CFI_ENDPROC
 432 END(ptregscall_common)
 433
 434 ENTRY(stub_execve)
 435         CFI_STARTPROC
 436         popq %r11
 437         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8
 438         CFI_REGISTER rip, r11
 439         SAVE_REST
 440         FIXUP_TOP_OF_STACK %r11
 441         call sys_execve
 442         RESTORE_TOP_OF_STACK %r11
 443         movq %rax,RAX(%rsp)
 444         RESTORE_REST
 445         jmp int_ret_from_sys_call
 446         CFI_ENDPROC
 447 END(stub_execve)
 448
 449 /*
 450  * sigreturn is special because it needs to restore all registers on return.
 451  * This cannot be done with SYSRET, so use the IRET return path instead.
 452  */
 453 ENTRY(stub_rt_sigreturn)
 454         CFI_STARTPROC
 455         addq $8, %rsp
 456         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   -8
 457         SAVE_REST
 458         movq %rsp,%rdi
 459         FIXUP_TOP_OF_STACK %r11
 460         call sys_rt_sigreturn
 461         movq %rax,RAX(%rsp) # fixme, this could be done at the higher layer
 462         RESTORE_REST
 463         jmp int_ret_from_sys_call
 464         CFI_ENDPROC
 465 END(stub_rt_sigreturn)
 466
 467 /*
 468  * initial frame state for interrupts and exceptions
 469  */
 470         .macro _frame ref
 471         CFI_STARTPROC simple
 472         CFI_SIGNAL_FRAME
 473         CFI_DEF_CFA rsp,SS+8-\ref
 474         /*CFI_REL_OFFSET ss,SS-\ref*/
 475         CFI_REL_OFFSET rsp,RSP-\ref
 476         /*CFI_REL_OFFSET rflags,EFLAGS-\ref*/
 477         /*CFI_REL_OFFSET cs,CS-\ref*/
 478         CFI_REL_OFFSET rip,RIP-\ref
 479         .endm
 480
 481 /* initial frame state for interrupts (and exceptions without error code) */
 482 #define INTR_FRAME _frame RIP
 483 /* initial frame state for exceptions with error code (and interrupts with
 484    vector already pushed) */
 485 #define XCPT_FRAME _frame ORIG_RAX
 486
 487 /*
 488  * Interrupt entry/exit.
 489  *
 490  * Interrupt entry points save only callee clobbered registers in fast path.
 491  *
 492  * Entry runs with interrupts off.
 493  */
 494
 495 /* 0(%rsp): interrupt number */
 496         .macro interrupt func
 497         cld
 498         SAVE_ARGS
 499         leaq -ARGOFFSET(%rsp),%rdi      # arg1 for handler
 500         pushq %rbp
 501         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 502         CFI_REL_OFFSET          rbp, 0
 503         movq %rsp,%rbp
 504         CFI_DEF_CFA_REGISTER    rbp
 505         testl $3,CS(%rdi)
 506         je 1f
 507         swapgs
 508         /* irqcount is used to check if a CPU is already on an interrupt
 509            stack or not. While this is essentially redundant with preempt_count
 510            it is a little cheaper to use a separate counter in the PDA
 511            (short of moving irq_enter into assembly, which would be too
 512             much work) */
 513 1:      incl    %gs:pda_irqcount
 514         cmoveq %gs:pda_irqstackptr,%rsp
 515         push    %rbp                    # backlink for old unwinder
 516         /*
 517          * We entered an interrupt context - irqs are off:
 518          */
 519         TRACE_IRQS_OFF
 520         call \func
 521         .endm
 522
 523 ENTRY(common_interrupt)
 524         XCPT_FRAME
 525         interrupt do_IRQ
 526         /* 0(%rsp): oldrsp-ARGOFFSET */
 527 ret_from_intr:
 528         cli
 529         TRACE_IRQS_OFF
 530         decl %gs:pda_irqcount
 531         leaveq
 532         CFI_DEF_CFA_REGISTER    rsp
 533         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   -8
 534 exit_intr:
 535         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 536         testl $3,CS-ARGOFFSET(%rsp)
 537         je retint_kernel
 538
 539         /* Interrupt came from user space */
 540         /*
 541          * Has a correct top of stack, but a partial stack frame
 542          * %rcx: thread info. Interrupts off.
 543          */
 544 retint_with_reschedule:
 545         movl $_TIF_WORK_MASK,%edi
 546 retint_check:
 547         movl threadinfo_flags(%rcx),%edx
 548         andl %edi,%edx
 549         CFI_REMEMBER_STATE
 550         jnz  retint_careful
 551 retint_swapgs:
 552         /*
 553          * The iretq could re-enable interrupts:
 554          */
 555         cli
 556         TRACE_IRQS_IRETQ
 557         swapgs
 558         jmp restore_args
 559
 560 retint_restore_args:
 561         cli
 562         /*
 563          * The iretq could re-enable interrupts:
 564          */
 565         TRACE_IRQS_IRETQ
 566 restore_args:
 567         RESTORE_ARGS 0,8,0
 568 iret_label:
 569         iretq
 570
 571         .section __ex_table,"a"
 572         .quad iret_label,bad_iret
 573         .previous
 574         .section .fixup,"ax"
 575         /* force a signal here? this matches i386 behaviour */
 576         /* running with kernel gs */
 577 bad_iret:
 578         movq $11,%rdi   /* SIGSEGV */
 579         TRACE_IRQS_ON
 580         sti
 581         jmp do_exit
 582         .previous
 583
 584         /* edi: workmask, edx: work */
 585 retint_careful:
 586         CFI_RESTORE_STATE
 587         bt    $TIF_NEED_RESCHED,%edx
 588         jnc   retint_signal
 589         TRACE_IRQS_ON
 590         sti
 591         pushq %rdi
 592         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
 593         call  schedule
 594         popq %rdi
 595         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   -8
 596         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 597         cli
 598         TRACE_IRQS_OFF
 599         jmp retint_check
 600
 601 retint_signal:
 602         testl $(_TIF_SIGPENDING|_TIF_NOTIFY_RESUME|_TIF_SINGLESTEP),%edx
 603         jz    retint_swapgs
 604         TRACE_IRQS_ON
 605         sti
 606         SAVE_REST
 607         movq $-1,ORIG_RAX(%rsp)
 608         xorl %esi,%esi          # oldset
 609         movq %rsp,%rdi          # &pt_regs
 610         call do_notify_resume
 611         RESTORE_REST
 612         cli
 613         TRACE_IRQS_OFF
 614         movl $_TIF_NEED_RESCHED,%edi
 615         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 616         jmp retint_check
 617
 618 #ifdef CONFIG_PREEMPT
 619         /* Returning to kernel space. Check if we need preemption */
 620         /* rcx:  threadinfo. interrupts off. */
 621 ENTRY(retint_kernel)
 622         cmpl $0,threadinfo_preempt_count(%rcx)
 623         jnz  retint_restore_args
 624         bt  $TIF_NEED_RESCHED,threadinfo_flags(%rcx)
 625         jnc  retint_restore_args
 626         bt   $9,EFLAGS-ARGOFFSET(%rsp)  /* interrupts off? */
 627         jnc  retint_restore_args
 628         call preempt_schedule_irq
 629         jmp exit_intr
 630 #endif
 631
 632         CFI_ENDPROC
 633 END(common_interrupt)
 634
 635 /*
 636  * APIC interrupts.
 637  */
 638         .macro apicinterrupt num,func
 639         INTR_FRAME
 640         pushq $~(\num)
 641         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 642         interrupt \func
 643         jmp ret_from_intr
 644         CFI_ENDPROC
 645         .endm
 646
 647 ENTRY(thermal_interrupt)
 648         apicinterrupt THERMAL_APIC_VECTOR,smp_thermal_interrupt
 649 END(thermal_interrupt)
 650
 651 ENTRY(threshold_interrupt)
 652         apicinterrupt THRESHOLD_APIC_VECTOR,mce_threshold_interrupt
 653 END(threshold_interrupt)
 654
 655 #ifdef CONFIG_SMP
 656 ENTRY(reschedule_interrupt)
 657         apicinterrupt RESCHEDULE_VECTOR,smp_reschedule_interrupt
 658 END(reschedule_interrupt)
 659
 660         .macro INVALIDATE_ENTRY num
 661 ENTRY(invalidate_interrupt\num)
 662         apicinterrupt INVALIDATE_TLB_VECTOR_START+\num,smp_invalidate_interrupt
 663 END(invalidate_interrupt\num)
 664         .endm
 665
 666         INVALIDATE_ENTRY 0
 667         INVALIDATE_ENTRY 1
 668         INVALIDATE_ENTRY 2
 669         INVALIDATE_ENTRY 3
 670         INVALIDATE_ENTRY 4
 671         INVALIDATE_ENTRY 5
 672         INVALIDATE_ENTRY 6
 673         INVALIDATE_ENTRY 7
 674
 675 ENTRY(call_function_interrupt)
 676         apicinterrupt CALL_FUNCTION_VECTOR,smp_call_function_interrupt
 677 END(call_function_interrupt)
 678 #endif
 679
 680 ENTRY(apic_timer_interrupt)
 681         apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR,smp_apic_timer_interrupt
 682 END(apic_timer_interrupt)
 683
 684 ENTRY(error_interrupt)
 685         apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR,smp_error_interrupt
 686 END(error_interrupt)
 687
 688 ENTRY(spurious_interrupt)
 689         apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR,smp_spurious_interrupt
 690 END(spurious_interrupt)
 691
 692 /*
 693  * Exception entry points.
 694  */
 695         .macro zeroentry sym
 696         INTR_FRAME
 697         pushq $0        /* push error code/oldrax */
 698         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 699         pushq %rax      /* push real oldrax to the rdi slot */
 700         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 701         leaq  \sym(%rip),%rax
 702         jmp error_entry
 703         CFI_ENDPROC
 704         .endm
 705
 706         .macro errorentry sym
 707         XCPT_FRAME
 708         pushq %rax
 709         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 710         leaq  \sym(%rip),%rax
 711         jmp error_entry
 712         CFI_ENDPROC
 713         .endm
 714
 715         /* error code is on the stack already */
 716         /* handle NMI like exceptions that can happen everywhere */
 717         .macro paranoidentry sym, ist=0, irqtrace=1
 718         SAVE_ALL
 719         cld
 720         movl $1,%ebx
 721         movl  $MSR_GS_BASE,%ecx
 722         rdmsr
 723         testl %edx,%edx
 724         js    1f
 725         swapgs
 726         xorl  %ebx,%ebx
 727 1:
 728         .if \ist
 729         movq    %gs:pda_data_offset, %rbp
 730         .endif
 731         movq %rsp,%rdi
 732         movq ORIG_RAX(%rsp),%rsi
 733         movq $-1,ORIG_RAX(%rsp)
 734         .if \ist
 735         subq    $EXCEPTION_STKSZ, per_cpu__init_tss + TSS_ist + (\ist - 1) * 8(%rbp)
 736         .endif
 737         call \sym
 738         .if \ist
 739         addq    $EXCEPTION_STKSZ, per_cpu__init_tss + TSS_ist + (\ist - 1) * 8(%rbp)
 740         .endif
 741         cli
 742         .if \irqtrace
 743         TRACE_IRQS_OFF
 744         .endif
 745         .endm
 746
 747         /*
 748          * "Paranoid" exit path from exception stack.
 749          * Paranoid because this is used by NMIs and cannot take
 750          * any kernel state for granted.
 751          * We don't do kernel preemption checks here, because only
 752          * NMI should be common and it does not enable IRQs and
 753          * cannot get reschedule ticks.
 754          *
 755          * "trace" is 0 for the NMI handler only, because irq-tracing
 756          * is fundamentally NMI-unsafe. (we cannot change the soft and
 757          * hard flags at once, atomically)
 758          */
 759         .macro paranoidexit trace=1
 760         /* ebx: no swapgs flag */
 761 paranoid_exit\trace:
 762         testl %ebx,%ebx                         /* swapgs needed? */
 763         jnz paranoid_restore\trace
 764         testl $3,CS(%rsp)
 765         jnz   paranoid_userspace\trace
 766 paranoid_swapgs\trace:
 767         .if \trace
 768         TRACE_IRQS_IRETQ 0
 769         .endif
 770         swapgs
 771 paranoid_restore\trace:
 772         RESTORE_ALL 8
 773         iretq
 774 paranoid_userspace\trace:
 775         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 776         movl threadinfo_flags(%rcx),%ebx
 777         andl $_TIF_WORK_MASK,%ebx
 778         jz paranoid_swapgs\trace
 779         movq %rsp,%rdi                  /* &pt_regs */
 780         call sync_regs
 781         movq %rax,%rsp                  /* switch stack for scheduling */
 782         testl $_TIF_NEED_RESCHED,%ebx
 783         jnz paranoid_schedule\trace
 784         movl %ebx,%edx                  /* arg3: thread flags */
 785         .if \trace
 786         TRACE_IRQS_ON
 787         .endif
 788         sti
 789         xorl %esi,%esi                  /* arg2: oldset */
 790         movq %rsp,%rdi                  /* arg1: &pt_regs */
 791         call do_notify_resume
 792         cli
 793         .if \trace
 794         TRACE_IRQS_OFF
 795         .endif
 796         jmp paranoid_userspace\trace
 797 paranoid_schedule\trace:
 798         .if \trace
 799         TRACE_IRQS_ON
 800         .endif
 801         sti
 802         call schedule
 803         cli
 804         .if \trace
 805         TRACE_IRQS_OFF
 806         .endif
 807         jmp paranoid_userspace\trace
 808         CFI_ENDPROC
 809         .endm
 810
 811 /*
 812  * Exception entry point. This expects an error code/orig_rax on the stack
 813  * and the exception handler in %rax.
 814  */
 815 KPROBE_ENTRY(error_entry)
 816         _frame RDI
 817         /* rdi slot contains rax, oldrax contains error code */
 818         cld
 819         subq  $14*8,%rsp
 820         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   (14*8)
 821         movq %rsi,13*8(%rsp)
 822         CFI_REL_OFFSET  rsi,RSI
 823         movq 14*8(%rsp),%rsi    /* load rax from rdi slot */
 824         movq %rdx,12*8(%rsp)
 825         CFI_REL_OFFSET  rdx,RDX
 826         movq %rcx,11*8(%rsp)
 827         CFI_REL_OFFSET  rcx,RCX
 828         movq %rsi,10*8(%rsp)    /* store rax */
 829         CFI_REL_OFFSET  rax,RAX
 830         movq %r8, 9*8(%rsp)
 831         CFI_REL_OFFSET  r8,R8
 832         movq %r9, 8*8(%rsp)
 833         CFI_REL_OFFSET  r9,R9
 834         movq %r10,7*8(%rsp)
 835         CFI_REL_OFFSET  r10,R10
 836         movq %r11,6*8(%rsp)
 837         CFI_REL_OFFSET  r11,R11
 838         movq %rbx,5*8(%rsp)
 839         CFI_REL_OFFSET  rbx,RBX
 840         movq %rbp,4*8(%rsp)
 841         CFI_REL_OFFSET  rbp,RBP
 842         movq %r12,3*8(%rsp)
 843         CFI_REL_OFFSET  r12,R12
 844         movq %r13,2*8(%rsp)
 845         CFI_REL_OFFSET  r13,R13
 846         movq %r14,1*8(%rsp)
 847         CFI_REL_OFFSET  r14,R14
 848         movq %r15,(%rsp)
 849         CFI_REL_OFFSET  r15,R15
 850         xorl %ebx,%ebx
 851         testl $3,CS(%rsp)
 852         je  error_kernelspace
 853 error_swapgs:
 854         swapgs
 855 error_sti:
 856         movq %rdi,RDI(%rsp)
 857         movq %rsp,%rdi
 858         movq ORIG_RAX(%rsp),%rsi        /* get error code */
 859         movq $-1,ORIG_RAX(%rsp)
 860         call *%rax
 861         /* ebx: no swapgs flag (1: don't need swapgs, 0: need it) */
 862 error_exit:
 863         movl %ebx,%eax
 864         RESTORE_REST
 865         cli
 866         TRACE_IRQS_OFF
 867         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 868         testl %eax,%eax
 869         jne  retint_kernel
 870         movl  threadinfo_flags(%rcx),%edx
 871         movl  $_TIF_WORK_MASK,%edi
 872         andl  %edi,%edx
 873         jnz  retint_careful
 874         /*
 875          * The iret might restore flags:
 876          */
 877         TRACE_IRQS_IRETQ
 878         swapgs
 879         RESTORE_ARGS 0,8,0
 880         jmp iret_label
 881         CFI_ENDPROC
 882
 883 error_kernelspace:
 884         incl %ebx
 885        /* There are two places in the kernel that can potentially fault with
 886           usergs. Handle them here. The exception handlers after
 887            iret run with kernel gs again, so don't set the user space flag.
 888            B stepping K8s sometimes report an truncated RIP for IRET
 889            exceptions returning to compat mode. Check for these here too. */
 890         leaq iret_label(%rip),%rbp
 891         cmpq %rbp,RIP(%rsp)
 892         je   error_swapgs
 893         movl %ebp,%ebp  /* zero extend */
 894         cmpq %rbp,RIP(%rsp)
 895         je   error_swapgs
 896         cmpq $gs_change,RIP(%rsp)
 897         je   error_swapgs
 898         jmp  error_sti
 899 KPROBE_END(error_entry)
 900
 901        /* Reload gs selector with exception handling */
 902        /* edi:  new selector */
 903 ENTRY(load_gs_index)
 904         CFI_STARTPROC
 905         pushf
 906         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 907         cli
 908         swapgs
 909 gs_change:
 910         movl %edi,%gs
 911 2:      mfence          /* workaround */
 912         swapgs
 913         popf
 914         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8
 915         ret
 916         CFI_ENDPROC
 917 ENDPROC(load_gs_index)
 918
 919         .section __ex_table,"a"
 920         .align 8
 921         .quad gs_change,bad_gs
 922         .previous
 923         .section .fixup,"ax"
 924         /* running with kernelgs */
 925 bad_gs:
 926         swapgs                  /* switch back to user gs */
 927         xorl %eax,%eax
 928         movl %eax,%gs
 929         jmp  2b
 930         .previous
 931
 932 /*
 933  * Create a kernel thread.
 934  *
 935  * C extern interface:
 936  *      extern long kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
 937  *
 938  * asm input arguments:
 939  *      rdi: fn, rsi: arg, rdx: flags
 940  */
 941 ENTRY(kernel_thread)
 942         CFI_STARTPROC
 943         FAKE_STACK_FRAME $child_rip
 944         SAVE_ALL
 945
 946         # rdi: flags, rsi: usp, rdx: will be &pt_regs
 947         movq %rdx,%rdi
 948         orq  kernel_thread_flags(%rip),%rdi
 949         movq $-1, %rsi
 950         movq %rsp, %rdx
 951
 952         xorl %r8d,%r8d
 953         xorl %r9d,%r9d
 954
 955         # clone now
 956         call do_fork
 957         movq %rax,RAX(%rsp)
 958         xorl %edi,%edi
 959
 960         /*
 961          * It isn't worth to check for reschedule here,
 962          * so internally to the x86_64 port you can rely on kernel_thread()
 963          * not to reschedule the child before returning, this avoids the need
 964          * of hacks for example to fork off the per-CPU idle tasks.
 965          * [Hopefully no generic code relies on the reschedule -AK]
 966          */
 967         RESTORE_ALL
 968         UNFAKE_STACK_FRAME
 969         ret
 970         CFI_ENDPROC
 971 ENDPROC(kernel_thread)
 972
 973 child_rip:
 974         pushq $0                # fake return address
 975         CFI_STARTPROC
 976         /*
 977          * Here we are in the child and the registers are set as they were
 978          * at kernel_thread() invocation in the parent.
 979          */
 980         movq %rdi, %rax
 981         movq %rsi, %rdi
 982         call *%rax
 983         # exit
 984         xorl %edi, %edi
 985         call do_exit
 986         CFI_ENDPROC
 987 ENDPROC(child_rip)
 988
 989 /*
 990  * execve(). This function needs to use IRET, not SYSRET, to set up all state properly.
 991  *
 992  * C extern interface:
 993  *       extern long execve(char *name, char **argv, char **envp)
 994  *
 995  * asm input arguments:
 996  *      rdi: name, rsi: argv, rdx: envp
 997  *
 998  * We want to fallback into:
 999  *      extern long sys_execve(char *name, char **argv,char **envp, struct pt_regs regs)
1000  *
1001  * do_sys_execve asm fallback arguments:
1002  *      rdi: name, rsi: argv, rdx: envp, fake frame on the stack
1003  */
1004 ENTRY(kernel_execve)
1005         CFI_STARTPROC
1006         FAKE_STACK_FRAME $0
1007         SAVE_ALL
1008         call sys_execve
1009         movq %rax, RAX(%rsp)
1010         RESTORE_REST
1011         testq %rax,%rax
1012         je int_ret_from_sys_call
1013         RESTORE_ARGS
1014         UNFAKE_STACK_FRAME
1015         ret
1016         CFI_ENDPROC
1017 ENDPROC(kernel_execve)
1018
1019 KPROBE_ENTRY(page_fault)
1020         errorentry do_page_fault
1021 KPROBE_END(page_fault)
1022
1023 ENTRY(coprocessor_error)
1024         zeroentry do_coprocessor_error
1025 END(coprocessor_error)
1026
1027 ENTRY(simd_coprocessor_error)
1028         zeroentry do_simd_coprocessor_error
1029 END(simd_coprocessor_error)
1030
1031 ENTRY(device_not_available)
1032         zeroentry math_state_restore
1033 END(device_not_available)
1034
1035         /* runs on exception stack */
1036 KPROBE_ENTRY(debug)
1037         INTR_FRAME
1038         pushq $0
1039         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1040         paranoidentry do_debug, DEBUG_STACK
1041         paranoidexit
1042 KPROBE_END(debug)
1043
1044         /* runs on exception stack */
1045 KPROBE_ENTRY(nmi)
1046         INTR_FRAME
1047         pushq $-1
1048         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1049         paranoidentry do_nmi, 0, 0
1050 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
1051         paranoidexit 0
1052 #else
1053         jmp paranoid_exit1
1054         CFI_ENDPROC
1055 #endif
1056 KPROBE_END(nmi)
1057
1058 KPROBE_ENTRY(int3)
1059         INTR_FRAME
1060         pushq $0
1061         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1062         paranoidentry do_int3, DEBUG_STACK
1063         jmp paranoid_exit1
1064         CFI_ENDPROC
1065 KPROBE_END(int3)
1066
1067 ENTRY(overflow)
1068         zeroentry do_overflow
1069 END(overflow)
1070
1071 ENTRY(bounds)
1072         zeroentry do_bounds
1073 END(bounds)
1074
1075 ENTRY(invalid_op)
1076         zeroentry do_invalid_op
1077 END(invalid_op)
1078
1079 ENTRY(coprocessor_segment_overrun)
1080         zeroentry do_coprocessor_segment_overrun
1081 END(coprocessor_segment_overrun)
1082
1083 ENTRY(reserved)
1084         zeroentry do_reserved
1085 END(reserved)
1086
1087         /* runs on exception stack */
1088 ENTRY(double_fault)
1089         XCPT_FRAME
1090         paranoidentry do_double_fault
1091         jmp paranoid_exit1
1092         CFI_ENDPROC
1093 END(double_fault)
1094
1095 ENTRY(invalid_TSS)
1096         errorentry do_invalid_TSS
1097 END(invalid_TSS)
1098
1099 ENTRY(segment_not_present)
1100         errorentry do_segment_not_present
1101 END(segment_not_present)
1102
1103         /* runs on exception stack */
1104 ENTRY(stack_segment)
1105         XCPT_FRAME
1106         paranoidentry do_stack_segment
1107         jmp paranoid_exit1
1108         CFI_ENDPROC
1109 END(stack_segment)
1110
1111 KPROBE_ENTRY(general_protection)
1112         errorentry do_general_protection
1113 KPROBE_END(general_protection)
1114
1115 ENTRY(alignment_check)
1116         errorentry do_alignment_check
1117 END(alignment_check)
1118
1119 ENTRY(divide_error)
1120         zeroentry do_divide_error
1121 END(divide_error)
1122
1123 ENTRY(spurious_interrupt_bug)
1124         zeroentry do_spurious_interrupt_bug
1125 END(spurious_interrupt_bug)
1126
1127 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1128         /* runs on exception stack */
1129 ENTRY(machine_check)
1130         INTR_FRAME
1131         pushq $0
1132         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1133         paranoidentry do_machine_check
1134         jmp paranoid_exit1
1135         CFI_ENDPROC
1136 END(machine_check)
1137 #endif
1138
1139 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1140 ENTRY(call_softirq)
1141         CFI_STARTPROC
1142         push %rbp
1143         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
1144         CFI_REL_OFFSET rbp,0
1145         mov  %rsp,%rbp
1146         CFI_DEF_CFA_REGISTER rbp
1147         incl %gs:pda_irqcount
1148         cmove %gs:pda_irqstackptr,%rsp
1149         push  %rbp                      # backlink for old unwinder
1150         call __do_softirq
1151         leaveq
1152         CFI_DEF_CFA_REGISTER    rsp
1153         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   -8
1154         decl %gs:pda_irqcount
1155         ret
1156         CFI_ENDPROC
1157 ENDPROC(call_softirq)
1158
1159 #ifdef CONFIG_STACK_UNWIND
1160 ENTRY(arch_unwind_init_running)
1161         CFI_STARTPROC
1162         movq    %r15, R15(%rdi)
1163         movq    %r14, R14(%rdi)
1164         xchgq   %rsi, %rdx
1165         movq    %r13, R13(%rdi)
1166         movq    %r12, R12(%rdi)
1167         xorl    %eax, %eax
1168         movq    %rbp, RBP(%rdi)
1169         movq    %rbx, RBX(%rdi)
1170         movq    (%rsp), %rcx
1171         movq    %rax, R11(%rdi)
1172         movq    %rax, R10(%rdi)
1173         movq    %rax, R9(%rdi)
1174         movq    %rax, R8(%rdi)
1175         movq    %rax, RAX(%rdi)
1176         movq    %rax, RCX(%rdi)
1177         movq    %rax, RDX(%rdi)
1178         movq    %rax, RSI(%rdi)
1179         movq    %rax, RDI(%rdi)
1180         movq    %rax, ORIG_RAX(%rdi)
1181         movq    %rcx, RIP(%rdi)
1182         leaq    8(%rsp), %rcx
1183         movq    $__KERNEL_CS, CS(%rdi)
1184         movq    %rax, EFLAGS(%rdi)
1185         movq    %rcx, RSP(%rdi)
1186         movq    $__KERNEL_DS, SS(%rdi)
1187         jmpq    *%rdx
1188         CFI_ENDPROC
1189 ENDPROC(arch_unwind_init_running)
1190 #endif