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 ENTRY(irq_move_cleanup_interrupt)
 679         apicinterrupt IRQ_MOVE_CLEANUP_VECTOR,smp_irq_move_cleanup_interrupt
 680 END(irq_move_cleanup_interrupt)
 681 #endif
 682
 683 ENTRY(apic_timer_interrupt)
 684         apicinterrupt LOCAL_TIMER_VECTOR,smp_apic_timer_interrupt
 685 END(apic_timer_interrupt)
 686
 687 ENTRY(error_interrupt)
 688         apicinterrupt ERROR_APIC_VECTOR,smp_error_interrupt
 689 END(error_interrupt)
 690
 691 ENTRY(spurious_interrupt)
 692         apicinterrupt SPURIOUS_APIC_VECTOR,smp_spurious_interrupt
 693 END(spurious_interrupt)
 694
 695 /*
 696  * Exception entry points.
 697  */
 698         .macro zeroentry sym
 699         INTR_FRAME
 700         pushq $0        /* push error code/oldrax */
 701         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 702         pushq %rax      /* push real oldrax to the rdi slot */
 703         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 704         leaq  \sym(%rip),%rax
 705         jmp error_entry
 706         CFI_ENDPROC
 707         .endm
 708
 709         .macro errorentry sym
 710         XCPT_FRAME
 711         pushq %rax
 712         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 713         leaq  \sym(%rip),%rax
 714         jmp error_entry
 715         CFI_ENDPROC
 716         .endm
 717
 718         /* error code is on the stack already */
 719         /* handle NMI like exceptions that can happen everywhere */
 720         .macro paranoidentry sym, ist=0, irqtrace=1
 721         SAVE_ALL
 722         cld
 723         movl $1,%ebx
 724         movl  $MSR_GS_BASE,%ecx
 725         rdmsr
 726         testl %edx,%edx
 727         js    1f
 728         swapgs
 729         xorl  %ebx,%ebx
 730 1:
 731         .if \ist
 732         movq    %gs:pda_data_offset, %rbp
 733         .endif
 734         movq %rsp,%rdi
 735         movq ORIG_RAX(%rsp),%rsi
 736         movq $-1,ORIG_RAX(%rsp)
 737         .if \ist
 738         subq    $EXCEPTION_STKSZ, per_cpu__init_tss + TSS_ist + (\ist - 1) * 8(%rbp)
 739         .endif
 740         call \sym
 741         .if \ist
 742         addq    $EXCEPTION_STKSZ, per_cpu__init_tss + TSS_ist + (\ist - 1) * 8(%rbp)
 743         .endif
 744         cli
 745         .if \irqtrace
 746         TRACE_IRQS_OFF
 747         .endif
 748         .endm
 749
 750         /*
 751          * "Paranoid" exit path from exception stack.
 752          * Paranoid because this is used by NMIs and cannot take
 753          * any kernel state for granted.
 754          * We don't do kernel preemption checks here, because only
 755          * NMI should be common and it does not enable IRQs and
 756          * cannot get reschedule ticks.
 757          *
 758          * "trace" is 0 for the NMI handler only, because irq-tracing
 759          * is fundamentally NMI-unsafe. (we cannot change the soft and
 760          * hard flags at once, atomically)
 761          */
 762         .macro paranoidexit trace=1
 763         /* ebx: no swapgs flag */
 764 paranoid_exit\trace:
 765         testl %ebx,%ebx                         /* swapgs needed? */
 766         jnz paranoid_restore\trace
 767         testl $3,CS(%rsp)
 768         jnz   paranoid_userspace\trace
 769 paranoid_swapgs\trace:
 770         .if \trace
 771         TRACE_IRQS_IRETQ 0
 772         .endif
 773         swapgs
 774 paranoid_restore\trace:
 775         RESTORE_ALL 8
 776         iretq
 777 paranoid_userspace\trace:
 778         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 779         movl threadinfo_flags(%rcx),%ebx
 780         andl $_TIF_WORK_MASK,%ebx
 781         jz paranoid_swapgs\trace
 782         movq %rsp,%rdi                  /* &pt_regs */
 783         call sync_regs
 784         movq %rax,%rsp                  /* switch stack for scheduling */
 785         testl $_TIF_NEED_RESCHED,%ebx
 786         jnz paranoid_schedule\trace
 787         movl %ebx,%edx                  /* arg3: thread flags */
 788         .if \trace
 789         TRACE_IRQS_ON
 790         .endif
 791         sti
 792         xorl %esi,%esi                  /* arg2: oldset */
 793         movq %rsp,%rdi                  /* arg1: &pt_regs */
 794         call do_notify_resume
 795         cli
 796         .if \trace
 797         TRACE_IRQS_OFF
 798         .endif
 799         jmp paranoid_userspace\trace
 800 paranoid_schedule\trace:
 801         .if \trace
 802         TRACE_IRQS_ON
 803         .endif
 804         sti
 805         call schedule
 806         cli
 807         .if \trace
 808         TRACE_IRQS_OFF
 809         .endif
 810         jmp paranoid_userspace\trace
 811         CFI_ENDPROC
 812         .endm
 813
 814 /*
 815  * Exception entry point. This expects an error code/orig_rax on the stack
 816  * and the exception handler in %rax.
 817  */
 818 KPROBE_ENTRY(error_entry)
 819         _frame RDI
 820         /* rdi slot contains rax, oldrax contains error code */
 821         cld
 822         subq  $14*8,%rsp
 823         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   (14*8)
 824         movq %rsi,13*8(%rsp)
 825         CFI_REL_OFFSET  rsi,RSI
 826         movq 14*8(%rsp),%rsi    /* load rax from rdi slot */
 827         movq %rdx,12*8(%rsp)
 828         CFI_REL_OFFSET  rdx,RDX
 829         movq %rcx,11*8(%rsp)
 830         CFI_REL_OFFSET  rcx,RCX
 831         movq %rsi,10*8(%rsp)    /* store rax */
 832         CFI_REL_OFFSET  rax,RAX
 833         movq %r8, 9*8(%rsp)
 834         CFI_REL_OFFSET  r8,R8
 835         movq %r9, 8*8(%rsp)
 836         CFI_REL_OFFSET  r9,R9
 837         movq %r10,7*8(%rsp)
 838         CFI_REL_OFFSET  r10,R10
 839         movq %r11,6*8(%rsp)
 840         CFI_REL_OFFSET  r11,R11
 841         movq %rbx,5*8(%rsp)
 842         CFI_REL_OFFSET  rbx,RBX
 843         movq %rbp,4*8(%rsp)
 844         CFI_REL_OFFSET  rbp,RBP
 845         movq %r12,3*8(%rsp)
 846         CFI_REL_OFFSET  r12,R12
 847         movq %r13,2*8(%rsp)
 848         CFI_REL_OFFSET  r13,R13
 849         movq %r14,1*8(%rsp)
 850         CFI_REL_OFFSET  r14,R14
 851         movq %r15,(%rsp)
 852         CFI_REL_OFFSET  r15,R15
 853         xorl %ebx,%ebx
 854         testl $3,CS(%rsp)
 855         je  error_kernelspace
 856 error_swapgs:
 857         swapgs
 858 error_sti:
 859         movq %rdi,RDI(%rsp)
 860         movq %rsp,%rdi
 861         movq ORIG_RAX(%rsp),%rsi        /* get error code */
 862         movq $-1,ORIG_RAX(%rsp)
 863         call *%rax
 864         /* ebx: no swapgs flag (1: don't need swapgs, 0: need it) */
 865 error_exit:
 866         movl %ebx,%eax
 867         RESTORE_REST
 868         cli
 869         TRACE_IRQS_OFF
 870         GET_THREAD_INFO(%rcx)
 871         testl %eax,%eax
 872         jne  retint_kernel
 873         movl  threadinfo_flags(%rcx),%edx
 874         movl  $_TIF_WORK_MASK,%edi
 875         andl  %edi,%edx
 876         jnz  retint_careful
 877         /*
 878          * The iret might restore flags:
 879          */
 880         TRACE_IRQS_IRETQ
 881         swapgs
 882         RESTORE_ARGS 0,8,0
 883         jmp iret_label
 884         CFI_ENDPROC
 885
 886 error_kernelspace:
 887         incl %ebx
 888        /* There are two places in the kernel that can potentially fault with
 889           usergs. Handle them here. The exception handlers after
 890            iret run with kernel gs again, so don't set the user space flag.
 891            B stepping K8s sometimes report an truncated RIP for IRET
 892            exceptions returning to compat mode. Check for these here too. */
 893         leaq iret_label(%rip),%rbp
 894         cmpq %rbp,RIP(%rsp)
 895         je   error_swapgs
 896         movl %ebp,%ebp  /* zero extend */
 897         cmpq %rbp,RIP(%rsp)
 898         je   error_swapgs
 899         cmpq $gs_change,RIP(%rsp)
 900         je   error_swapgs
 901         jmp  error_sti
 902 KPROBE_END(error_entry)
 903
 904        /* Reload gs selector with exception handling */
 905        /* edi:  new selector */
 906 ENTRY(load_gs_index)
 907         CFI_STARTPROC
 908         pushf
 909         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
 910         cli
 911         swapgs
 912 gs_change:
 913         movl %edi,%gs
 914 2:      mfence          /* workaround */
 915         swapgs
 916         popf
 917         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET -8
 918         ret
 919         CFI_ENDPROC
 920 ENDPROC(load_gs_index)
 921
 922         .section __ex_table,"a"
 923         .align 8
 924         .quad gs_change,bad_gs
 925         .previous
 926         .section .fixup,"ax"
 927         /* running with kernelgs */
 928 bad_gs:
 929         swapgs                  /* switch back to user gs */
 930         xorl %eax,%eax
 931         movl %eax,%gs
 932         jmp  2b
 933         .previous
 934
 935 /*
 936  * Create a kernel thread.
 937  *
 938  * C extern interface:
 939  *      extern long kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
 940  *
 941  * asm input arguments:
 942  *      rdi: fn, rsi: arg, rdx: flags
 943  */
 944 ENTRY(kernel_thread)
 945         CFI_STARTPROC
 946         FAKE_STACK_FRAME $child_rip
 947         SAVE_ALL
 948
 949         # rdi: flags, rsi: usp, rdx: will be &pt_regs
 950         movq %rdx,%rdi
 951         orq  kernel_thread_flags(%rip),%rdi
 952         movq $-1, %rsi
 953         movq %rsp, %rdx
 954
 955         xorl %r8d,%r8d
 956         xorl %r9d,%r9d
 957
 958         # clone now
 959         call do_fork
 960         movq %rax,RAX(%rsp)
 961         xorl %edi,%edi
 962
 963         /*
 964          * It isn't worth to check for reschedule here,
 965          * so internally to the x86_64 port you can rely on kernel_thread()
 966          * not to reschedule the child before returning, this avoids the need
 967          * of hacks for example to fork off the per-CPU idle tasks.
 968          * [Hopefully no generic code relies on the reschedule -AK]
 969          */
 970         RESTORE_ALL
 971         UNFAKE_STACK_FRAME
 972         ret
 973         CFI_ENDPROC
 974 ENDPROC(kernel_thread)
 975
 976 child_rip:
 977         pushq $0                # fake return address
 978         CFI_STARTPROC
 979         /*
 980          * Here we are in the child and the registers are set as they were
 981          * at kernel_thread() invocation in the parent.
 982          */
 983         movq %rdi, %rax
 984         movq %rsi, %rdi
 985         call *%rax
 986         # exit
 987         xorl %edi, %edi
 988         call do_exit
 989         CFI_ENDPROC
 990 ENDPROC(child_rip)
 991
 992 /*
 993  * execve(). This function needs to use IRET, not SYSRET, to set up all state properly.
 994  *
 995  * C extern interface:
 996  *       extern long execve(char *name, char **argv, char **envp)
 997  *
 998  * asm input arguments:
 999  *      rdi: name, rsi: argv, rdx: envp
1000  *
1001  * We want to fallback into:
1002  *      extern long sys_execve(char *name, char **argv,char **envp, struct pt_regs regs)
1003  *
1004  * do_sys_execve asm fallback arguments:
1005  *      rdi: name, rsi: argv, rdx: envp, fake frame on the stack
1006  */
1007 ENTRY(kernel_execve)
1008         CFI_STARTPROC
1009         FAKE_STACK_FRAME $0
1010         SAVE_ALL
1011         call sys_execve
1012         movq %rax, RAX(%rsp)
1013         RESTORE_REST
1014         testq %rax,%rax
1015         je int_ret_from_sys_call
1016         RESTORE_ARGS
1017         UNFAKE_STACK_FRAME
1018         ret
1019         CFI_ENDPROC
1020 ENDPROC(kernel_execve)
1021
1022 KPROBE_ENTRY(page_fault)
1023         errorentry do_page_fault
1024 KPROBE_END(page_fault)
1025
1026 ENTRY(coprocessor_error)
1027         zeroentry do_coprocessor_error
1028 END(coprocessor_error)
1029
1030 ENTRY(simd_coprocessor_error)
1031         zeroentry do_simd_coprocessor_error
1032 END(simd_coprocessor_error)
1033
1034 ENTRY(device_not_available)
1035         zeroentry math_state_restore
1036 END(device_not_available)
1037
1038         /* runs on exception stack */
1039 KPROBE_ENTRY(debug)
1040         INTR_FRAME
1041         pushq $0
1042         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1043         paranoidentry do_debug, DEBUG_STACK
1044         paranoidexit
1045 KPROBE_END(debug)
1046
1047         /* runs on exception stack */
1048 KPROBE_ENTRY(nmi)
1049         INTR_FRAME
1050         pushq $-1
1051         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1052         paranoidentry do_nmi, 0, 0
1053 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
1054         paranoidexit 0
1055 #else
1056         jmp paranoid_exit1
1057         CFI_ENDPROC
1058 #endif
1059 KPROBE_END(nmi)
1060
1061 KPROBE_ENTRY(int3)
1062         INTR_FRAME
1063         pushq $0
1064         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1065         paranoidentry do_int3, DEBUG_STACK
1066         jmp paranoid_exit1
1067         CFI_ENDPROC
1068 KPROBE_END(int3)
1069
1070 ENTRY(overflow)
1071         zeroentry do_overflow
1072 END(overflow)
1073
1074 ENTRY(bounds)
1075         zeroentry do_bounds
1076 END(bounds)
1077
1078 ENTRY(invalid_op)
1079         zeroentry do_invalid_op
1080 END(invalid_op)
1081
1082 ENTRY(coprocessor_segment_overrun)
1083         zeroentry do_coprocessor_segment_overrun
1084 END(coprocessor_segment_overrun)
1085
1086 ENTRY(reserved)
1087         zeroentry do_reserved
1088 END(reserved)
1089
1090         /* runs on exception stack */
1091 ENTRY(double_fault)
1092         XCPT_FRAME
1093         paranoidentry do_double_fault
1094         jmp paranoid_exit1
1095         CFI_ENDPROC
1096 END(double_fault)
1097
1098 ENTRY(invalid_TSS)
1099         errorentry do_invalid_TSS
1100 END(invalid_TSS)
1101
1102 ENTRY(segment_not_present)
1103         errorentry do_segment_not_present
1104 END(segment_not_present)
1105
1106         /* runs on exception stack */
1107 ENTRY(stack_segment)
1108         XCPT_FRAME
1109         paranoidentry do_stack_segment
1110         jmp paranoid_exit1
1111         CFI_ENDPROC
1112 END(stack_segment)
1113
1114 KPROBE_ENTRY(general_protection)
1115         errorentry do_general_protection
1116 KPROBE_END(general_protection)
1117
1118 ENTRY(alignment_check)
1119         errorentry do_alignment_check
1120 END(alignment_check)
1121
1122 ENTRY(divide_error)
1123         zeroentry do_divide_error
1124 END(divide_error)
1125
1126 ENTRY(spurious_interrupt_bug)
1127         zeroentry do_spurious_interrupt_bug
1128 END(spurious_interrupt_bug)
1129
1130 #ifdef CONFIG_X86_MCE
1131         /* runs on exception stack */
1132 ENTRY(machine_check)
1133         INTR_FRAME
1134         pushq $0
1135         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET 8
1136         paranoidentry do_machine_check
1137         jmp paranoid_exit1
1138         CFI_ENDPROC
1139 END(machine_check)
1140 #endif
1141
1142 /* Call softirq on interrupt stack. Interrupts are off. */
1143 ENTRY(call_softirq)
1144         CFI_STARTPROC
1145         push %rbp
1146         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   8
1147         CFI_REL_OFFSET rbp,0
1148         mov  %rsp,%rbp
1149         CFI_DEF_CFA_REGISTER rbp
1150         incl %gs:pda_irqcount
1151         cmove %gs:pda_irqstackptr,%rsp
1152         push  %rbp                      # backlink for old unwinder
1153         call __do_softirq
1154         leaveq
1155         CFI_DEF_CFA_REGISTER    rsp
1156         CFI_ADJUST_CFA_OFFSET   -8
1157         decl %gs:pda_irqcount
1158         ret
1159         CFI_ENDPROC
1160 ENDPROC(call_softirq)