sys/amd64/amd64/exception.S

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1989, 1990 William F. Jolitz.
   3  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   4  * Copyright (c) 2007 The FreeBSD Foundation
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Portions of this software were developed by A. Joseph Koshy under
   8  * sponsorship from the FreeBSD Foundation and Google, Inc.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * $FreeBSD$
  35  */
  36
  37 #include "opt_atpic.h"
  38 #include "opt_compat.h"
  39 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  40 #include "opt_kdtrace.h"
  41
  42 #include <machine/asmacros.h>
  43 #include <machine/psl.h>
  44 #include <machine/trap.h>
  45 #include <machine/specialreg.h>
  46
  47 #include "assym.s"
  48
  49 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  50         .bss
  51         .globl  dtrace_invop_jump_addr
  52         .align  8
  53         .type   dtrace_invop_jump_addr,@object
  54         .size   dtrace_invop_jump_addr,8
  55 dtrace_invop_jump_addr:
  56         .zero   8
  57         .globl  dtrace_invop_calltrap_addr
  58         .align  8
  59         .type   dtrace_invop_calltrap_addr,@object
  60         .size   dtrace_invop_calltrap_addr,8
  61 dtrace_invop_calltrap_addr:
  62         .zero   8
  63 #endif
  64         .text
  65 #ifdef HWPMC_HOOKS
  66         ENTRY(start_exceptions)
  67 #endif
  68
  69 /*****************************************************************************/
  70 /* Trap handling                                                             */
  71 /*****************************************************************************/
  72 /*
  73  * Trap and fault vector routines.
  74  *
  75  * All traps are 'interrupt gates', SDT_SYSIGT.  An interrupt gate pushes
  76  * state on the stack but also disables interrupts.  This is important for
  77  * us for the use of the swapgs instruction.  We cannot be interrupted
  78  * until the GS.base value is correct.  For most traps, we automatically
  79  * then enable interrupts if the interrupted context had them enabled.
  80  * This is equivalent to the i386 port's use of SDT_SYS386TGT.
  81  *
  82  * The cpu will push a certain amount of state onto the kernel stack for
  83  * the current process.  See amd64/include/frame.h.
  84  * This includes the current RFLAGS (status register, which includes
  85  * the interrupt disable state prior to the trap), the code segment register,
  86  * and the return instruction pointer are pushed by the cpu.  The cpu
  87  * will also push an 'error' code for certain traps.  We push a dummy
  88  * error code for those traps where the cpu doesn't in order to maintain
  89  * a consistent frame.  We also push a contrived 'trap number'.
  90  *
  91  * The cpu does not push the general registers, we must do that, and we
  92  * must restore them prior to calling 'iret'.  The cpu adjusts the %cs and
  93  * %ss segment registers, but does not mess with %ds, %es, or %fs.  Thus we
  94  * must load them with appropriate values for supervisor mode operation.
  95  */
  96
  97 MCOUNT_LABEL(user)
  98 MCOUNT_LABEL(btrap)
  99
 100 /* Traps that we leave interrupts disabled for.. */
 101 #define TRAP_NOEN(a)    \
 102         subq $TF_RIP,%rsp; \
 103         movl $(a),TF_TRAPNO(%rsp) ; \
 104         movq $0,TF_ADDR(%rsp) ; \
 105         movq $0,TF_ERR(%rsp) ; \
 106         jmp alltraps_noen
 107 IDTVEC(dbg)
 108         TRAP_NOEN(T_TRCTRAP)
 109 IDTVEC(bpt)
 110         TRAP_NOEN(T_BPTFLT)
 111 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 112 IDTVEC(dtrace_ret)
 113         TRAP_NOEN(T_DTRACE_RET)
 114 #endif
 115
 116 /* Regular traps; The cpu does not supply tf_err for these. */
 117 #define TRAP(a)  \
 118         subq $TF_RIP,%rsp; \
 119         movl $(a),TF_TRAPNO(%rsp) ; \
 120         movq $0,TF_ADDR(%rsp) ; \
 121         movq $0,TF_ERR(%rsp) ; \
 122         jmp alltraps
 123 IDTVEC(div)
 124         TRAP(T_DIVIDE)
 125 IDTVEC(ofl)
 126         TRAP(T_OFLOW)
 127 IDTVEC(bnd)
 128         TRAP(T_BOUND)
 129 IDTVEC(ill)
 130         TRAP(T_PRIVINFLT)
 131 IDTVEC(dna)
 132         TRAP(T_DNA)
 133 IDTVEC(fpusegm)
 134         TRAP(T_FPOPFLT)
 135 IDTVEC(mchk)
 136         TRAP(T_MCHK)
 137 IDTVEC(rsvd)
 138         TRAP(T_RESERVED)
 139 IDTVEC(fpu)
 140         TRAP(T_ARITHTRAP)
 141 IDTVEC(xmm)
 142         TRAP(T_XMMFLT)
 143
 144 /* This group of traps have tf_err already pushed by the cpu */
 145 #define TRAP_ERR(a)     \
 146         subq $TF_ERR,%rsp; \
 147         movl $(a),TF_TRAPNO(%rsp) ; \
 148         movq $0,TF_ADDR(%rsp) ; \
 149         jmp alltraps
 150 IDTVEC(tss)
 151         TRAP_ERR(T_TSSFLT)
 152 IDTVEC(missing)
 153         TRAP_ERR(T_SEGNPFLT)
 154 IDTVEC(stk)
 155         TRAP_ERR(T_STKFLT)
 156 IDTVEC(align)
 157         TRAP_ERR(T_ALIGNFLT)
 158
 159         /*
 160          * alltraps entry point.  Use swapgs if this is the first time in the
 161          * kernel from userland.  Reenable interrupts if they were enabled
 162          * before the trap.  This approximates SDT_SYS386TGT on the i386 port.
 163          */
 164         SUPERALIGN_TEXT
 165         .globl  alltraps
 166         .type   alltraps,@function
 167 alltraps:
 168         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)
 169         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp) /* Did we come from kernel? */
 170         jz      alltraps_testi          /* already running with kernel GS.base */
 171         swapgs
 172         movq    PCPU(CURPCB),%rdi
 173         andl    $~PCB_FULL_IRET,PCB_FLAGS(%rdi)
 174         movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 175         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 176         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 177         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 178 alltraps_testi:
 179         testl   $PSL_I,TF_RFLAGS(%rsp)
 180         jz      alltraps_pushregs_no_rdi
 181         sti
 182 alltraps_pushregs_no_rdi:
 183         movq    %rsi,TF_RSI(%rsp)
 184         movq    %rdx,TF_RDX(%rsp)
 185         movq    %rcx,TF_RCX(%rsp)
 186         movq    %r8,TF_R8(%rsp)
 187         movq    %r9,TF_R9(%rsp)
 188         movq    %rax,TF_RAX(%rsp)
 189         movq    %rbx,TF_RBX(%rsp)
 190         movq    %rbp,TF_RBP(%rsp)
 191         movq    %r10,TF_R10(%rsp)
 192         movq    %r11,TF_R11(%rsp)
 193         movq    %r12,TF_R12(%rsp)
 194         movq    %r13,TF_R13(%rsp)
 195         movq    %r14,TF_R14(%rsp)
 196         movq    %r15,TF_R15(%rsp)
 197         movl    $TF_HASSEGS,TF_FLAGS(%rsp)
 198         cld
 199         FAKE_MCOUNT(TF_RIP(%rsp))
 200 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 201         /*
 202          * DTrace Function Boundary Trace (fbt) probes are triggered
 203          * by int3 (0xcc) which causes the #BP (T_BPTFLT) breakpoint
 204          * interrupt. For all other trap types, just handle them in
 205          * the usual way.
 206          */
 207         cmpl    $T_BPTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 208         jne     calltrap
 209
 210         /* Check if there is no DTrace hook registered. */
 211         cmpq    $0,dtrace_invop_jump_addr
 212         je      calltrap
 213
 214         /*
 215          * Set our jump address for the jump back in the event that
 216          * the breakpoint wasn't caused by DTrace at all.
 217          */
 218         movq    $calltrap,dtrace_invop_calltrap_addr(%rip)
 219
 220         /* Jump to the code hooked in by DTrace. */
 221         movq    dtrace_invop_jump_addr,%rax
 222         jmpq    *dtrace_invop_jump_addr
 223 #endif
 224         .globl  calltrap
 225         .type   calltrap,@function
 226 calltrap:
 227         movq    %rsp,%rdi
 228         call    trap
 229         MEXITCOUNT
 230         jmp     doreti                  /* Handle any pending ASTs */
 231
 232         /*
 233          * alltraps_noen entry point.  Unlike alltraps above, we want to
 234          * leave the interrupts disabled.  This corresponds to
 235          * SDT_SYS386IGT on the i386 port.
 236          */
 237         SUPERALIGN_TEXT
 238         .globl  alltraps_noen
 239         .type   alltraps_noen,@function
 240 alltraps_noen:
 241         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)
 242         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp) /* Did we come from kernel? */
 243         jz      1f      /* already running with kernel GS.base */
 244         swapgs
 245         movq    PCPU(CURPCB),%rdi
 246         andl    $~PCB_FULL_IRET,PCB_FLAGS(%rdi)
 247 1:      movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 248         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 249         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 250         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 251         jmp     alltraps_pushregs_no_rdi
 252
 253 IDTVEC(dblfault)
 254         subq    $TF_ERR,%rsp
 255         movl    $T_DOUBLEFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 256         movq    $0,TF_ADDR(%rsp)
 257         movq    $0,TF_ERR(%rsp)
 258         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)
 259         movq    %rsi,TF_RSI(%rsp)
 260         movq    %rdx,TF_RDX(%rsp)
 261         movq    %rcx,TF_RCX(%rsp)
 262         movq    %r8,TF_R8(%rsp)
 263         movq    %r9,TF_R9(%rsp)
 264         movq    %rax,TF_RAX(%rsp)
 265         movq    %rbx,TF_RBX(%rsp)
 266         movq    %rbp,TF_RBP(%rsp)
 267         movq    %r10,TF_R10(%rsp)
 268         movq    %r11,TF_R11(%rsp)
 269         movq    %r12,TF_R12(%rsp)
 270         movq    %r13,TF_R13(%rsp)
 271         movq    %r14,TF_R14(%rsp)
 272         movq    %r15,TF_R15(%rsp)
 273         movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 274         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 275         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 276         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 277         movl    $TF_HASSEGS,TF_FLAGS(%rsp)
 278         cld
 279         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp) /* Did we come from kernel? */
 280         jz      1f                      /* already running with kernel GS.base */
 281         swapgs
 282 1:
 283         movq    %rsp,%rdi
 284         call    dblfault_handler
 285 2:
 286         hlt
 287         jmp     2b
 288
 289 IDTVEC(page)
 290         subq    $TF_ERR,%rsp
 291         movl    $T_PAGEFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 292         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)       /* free up a GP register */
 293         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp) /* Did we come from kernel? */
 294         jz      1f                      /* already running with kernel GS.base */
 295         swapgs
 296         movq    PCPU(CURPCB),%rdi
 297         andl    $~PCB_FULL_IRET,PCB_FLAGS(%rdi)
 298 1:      movq    %cr2,%rdi               /* preserve %cr2 before ..  */
 299         movq    %rdi,TF_ADDR(%rsp)      /* enabling interrupts. */
 300         movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 301         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 302         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 303         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 304         testl   $PSL_I,TF_RFLAGS(%rsp)
 305         jz      alltraps_pushregs_no_rdi
 306         sti
 307         jmp     alltraps_pushregs_no_rdi
 308
 309         /*
 310          * We have to special-case this one.  If we get a trap in doreti() at
 311          * the iretq stage, we'll reenter with the wrong gs state.  We'll have
 312          * to do a special the swapgs in this case even coming from the kernel.
 313          * XXX linux has a trap handler for their equivalent of load_gs().
 314          */
 315 IDTVEC(prot)
 316         subq    $TF_ERR,%rsp
 317         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 318         movq    $0,TF_ADDR(%rsp)
 319         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)       /* free up a GP register */
 320         leaq    doreti_iret(%rip),%rdi
 321         cmpq    %rdi,TF_RIP(%rsp)
 322         je      1f                      /* kernel but with user gsbase!! */
 323         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp) /* Did we come from kernel? */
 324         jz      2f                      /* already running with kernel GS.base */
 325 1:      swapgs
 326 2:      movq    PCPU(CURPCB),%rdi
 327         orl     $PCB_FULL_IRET,PCB_FLAGS(%rdi)  /* always full iret from GPF */
 328         movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 329         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 330         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 331         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 332         testl   $PSL_I,TF_RFLAGS(%rsp)
 333         jz      alltraps_pushregs_no_rdi
 334         sti
 335         jmp     alltraps_pushregs_no_rdi
 336
 337 /*
 338  * Fast syscall entry point.  We enter here with just our new %cs/%ss set,
 339  * and the new privilige level.  We are still running on the old user stack
 340  * pointer.  We have to juggle a few things around to find our stack etc.
 341  * swapgs gives us access to our PCPU space only.
 342  *
 343  * We do not support invoking this from a custom %cs or %ss (e.g. using
 344  * entries from an LDT).
 345  */
 346 IDTVEC(fast_syscall)
 347         swapgs
 348         movq    %rsp,PCPU(SCRATCH_RSP)
 349         movq    PCPU(RSP0),%rsp
 350         /* Now emulate a trapframe. Make the 8 byte alignment odd for call. */
 351         subq    $TF_SIZE,%rsp
 352         /* defer TF_RSP till we have a spare register */
 353         movq    %r11,TF_RFLAGS(%rsp)
 354         movq    %rcx,TF_RIP(%rsp)       /* %rcx original value is in %r10 */
 355         movq    PCPU(SCRATCH_RSP),%r11  /* %r11 already saved */
 356         movq    %r11,TF_RSP(%rsp)       /* user stack pointer */
 357         movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 358         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 359         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 360         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 361         movq    PCPU(CURPCB),%r11
 362         andl    $~PCB_FULL_IRET,PCB_FLAGS(%r11)
 363         sti
 364         movq    $KUDSEL,TF_SS(%rsp)
 365         movq    $KUCSEL,TF_CS(%rsp)
 366         movq    $2,TF_ERR(%rsp)
 367         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)       /* arg 1 */
 368         movq    %rsi,TF_RSI(%rsp)       /* arg 2 */
 369         movq    %rdx,TF_RDX(%rsp)       /* arg 3 */
 370         movq    %r10,TF_RCX(%rsp)       /* arg 4 */
 371         movq    %r8,TF_R8(%rsp)         /* arg 5 */
 372         movq    %r9,TF_R9(%rsp)         /* arg 6 */
 373         movq    %rax,TF_RAX(%rsp)       /* syscall number */
 374         movq    %rbx,TF_RBX(%rsp)       /* C preserved */
 375         movq    %rbp,TF_RBP(%rsp)       /* C preserved */
 376         movq    %r12,TF_R12(%rsp)       /* C preserved */
 377         movq    %r13,TF_R13(%rsp)       /* C preserved */
 378         movq    %r14,TF_R14(%rsp)       /* C preserved */
 379         movq    %r15,TF_R15(%rsp)       /* C preserved */
 380         movl    $TF_HASSEGS,TF_FLAGS(%rsp)
 381         cld
 382         FAKE_MCOUNT(TF_RIP(%rsp))
 383         movq    PCPU(CURTHREAD),%rdi
 384         movq    %rsp,TD_FRAME(%rdi)
 385         movl    TF_RFLAGS(%rsp),%esi
 386         andl    $PSL_T,%esi
 387         call    amd64_syscall
 388 1:      movq    PCPU(CURPCB),%rax
 389         /* Disable interrupts before testing PCB_FULL_IRET. */
 390         cli
 391         testl   $PCB_FULL_IRET,PCB_FLAGS(%rax)
 392         jnz     3f
 393         /* Check for and handle AST's on return to userland. */
 394         movq    PCPU(CURTHREAD),%rax
 395         testl   $TDF_ASTPENDING | TDF_NEEDRESCHED,TD_FLAGS(%rax)
 396         jne     2f
 397         /* Restore preserved registers. */
 398         MEXITCOUNT
 399         movq    TF_RDI(%rsp),%rdi       /* bonus; preserve arg 1 */
 400         movq    TF_RSI(%rsp),%rsi       /* bonus: preserve arg 2 */
 401         movq    TF_RDX(%rsp),%rdx       /* return value 2 */
 402         movq    TF_RAX(%rsp),%rax       /* return value 1 */
 403         movq    TF_RFLAGS(%rsp),%r11    /* original %rflags */
 404         movq    TF_RIP(%rsp),%rcx       /* original %rip */
 405         movq    TF_RSP(%rsp),%rsp       /* user stack pointer */
 406         swapgs
 407         sysretq
 408
 409 2:      /* AST scheduled. */
 410         sti
 411         movq    %rsp,%rdi
 412         call    ast
 413         jmp     1b
 414
 415 3:      /* Requested full context restore, use doreti for that. */
 416         MEXITCOUNT
 417         jmp     doreti
 418
 419 /*
 420  * Here for CYA insurance, in case a "syscall" instruction gets
 421  * issued from 32 bit compatability mode. MSR_CSTAR has to point
 422  * to *something* if EFER_SCE is enabled.
 423  */
 424 IDTVEC(fast_syscall32)
 425         sysret
 426
 427 /*
 428  * NMI handling is special.
 429  *
 430  * First, NMIs do not respect the state of the processor's RFLAGS.IF
 431  * bit.  The NMI handler may be entered at any time, including when
 432  * the processor is in a critical section with RFLAGS.IF == 0.
 433  * The processor's GS.base value could be invalid on entry to the
 434  * handler.
 435  *
 436  * Second, the processor treats NMIs specially, blocking further NMIs
 437  * until an 'iretq' instruction is executed.  We thus need to execute
 438  * the NMI handler with interrupts disabled, to prevent a nested interrupt
 439  * from executing an 'iretq' instruction and inadvertently taking the
 440  * processor out of NMI mode.
 441  *
 442  * Third, the NMI handler runs on its own stack (tss_ist2). The canonical
 443  * GS.base value for the processor is stored just above the bottom of its
 444  * NMI stack.  For NMIs taken from kernel mode, the current value in
 445  * the processor's GS.base is saved at entry to C-preserved register %r12,
 446  * the canonical value for GS.base is then loaded into the processor, and
 447  * the saved value is restored at exit time.  For NMIs taken from user mode,
 448  * the cheaper 'SWAPGS' instructions are used for swapping GS.base.
 449  */
 450
 451 IDTVEC(nmi)
 452         subq    $TF_RIP,%rsp
 453         movl    $(T_NMI),TF_TRAPNO(%rsp)
 454         movq    $0,TF_ADDR(%rsp)
 455         movq    $0,TF_ERR(%rsp)
 456         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)
 457         movq    %rsi,TF_RSI(%rsp)
 458         movq    %rdx,TF_RDX(%rsp)
 459         movq    %rcx,TF_RCX(%rsp)
 460         movq    %r8,TF_R8(%rsp)
 461         movq    %r9,TF_R9(%rsp)
 462         movq    %rax,TF_RAX(%rsp)
 463         movq    %rbx,TF_RBX(%rsp)
 464         movq    %rbp,TF_RBP(%rsp)
 465         movq    %r10,TF_R10(%rsp)
 466         movq    %r11,TF_R11(%rsp)
 467         movq    %r12,TF_R12(%rsp)
 468         movq    %r13,TF_R13(%rsp)
 469         movq    %r14,TF_R14(%rsp)
 470         movq    %r15,TF_R15(%rsp)
 471         movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 472         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 473         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 474         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 475         movl    $TF_HASSEGS,TF_FLAGS(%rsp)
 476         cld
 477         xorl    %ebx,%ebx
 478         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp)
 479         jnz     nmi_fromuserspace
 480         /*
 481          * We've interrupted the kernel.  Preserve GS.base in %r12.
 482          */
 483         movl    $MSR_GSBASE,%ecx
 484         rdmsr
 485         movq    %rax,%r12
 486         shlq    $32,%rdx
 487         orq     %rdx,%r12
 488         /* Retrieve and load the canonical value for GS.base. */
 489         movq    TF_SIZE(%rsp),%rdx
 490         movl    %edx,%eax
 491         shrq    $32,%rdx
 492         wrmsr
 493         jmp     nmi_calltrap
 494 nmi_fromuserspace:
 495         incl    %ebx
 496         swapgs
 497 /* Note: this label is also used by ddb and gdb: */
 498 nmi_calltrap:
 499         FAKE_MCOUNT(TF_RIP(%rsp))
 500         movq    %rsp,%rdi
 501         call    trap
 502         MEXITCOUNT
 503 #ifdef HWPMC_HOOKS
 504         /*
 505          * Capture a userspace callchain if needed.
 506          *
 507          * - Check if the current trap was from user mode.
 508          * - Check if the current thread is valid.
 509          * - Check if the thread requires a user call chain to be
 510          *   captured.
 511          *
 512          * We are still in NMI mode at this point.
 513          */
 514         testl   %ebx,%ebx
 515         jz      nocallchain     /* not from userspace */
 516         movq    PCPU(CURTHREAD),%rax
 517         orq     %rax,%rax       /* curthread present? */
 518         jz      nocallchain
 519         testl   $TDP_CALLCHAIN,TD_PFLAGS(%rax) /* flagged for capture? */
 520         jz      nocallchain
 521         /*
 522          * A user callchain is to be captured, so:
 523          * - Move execution to the regular kernel stack, to allow for
 524          *   nested NMI interrupts.
 525          * - Take the processor out of "NMI" mode by faking an "iret".
 526          * - Enable interrupts, so that copyin() can work.
 527          */
 528         movq    %rsp,%rsi       /* source stack pointer */
 529         movq    $TF_SIZE,%rcx
 530         movq    PCPU(RSP0),%rdx
 531         subq    %rcx,%rdx
 532         movq    %rdx,%rdi       /* destination stack pointer */
 533
 534         shrq    $3,%rcx         /* trap frame size in long words */
 535         cld
 536         rep
 537         movsq                   /* copy trapframe */
 538
 539         movl    %ss,%eax
 540         pushq   %rax            /* tf_ss */
 541         pushq   %rdx            /* tf_rsp (on kernel stack) */
 542         pushfq                  /* tf_rflags */
 543         movl    %cs,%eax
 544         pushq   %rax            /* tf_cs */
 545         pushq   $outofnmi       /* tf_rip */
 546         iretq
 547 outofnmi:
 548         /*
 549          * At this point the processor has exited NMI mode and is running
 550          * with interrupts turned off on the normal kernel stack.
 551          *
 552          * If a pending NMI gets recognized at or after this point, it
 553          * will cause a kernel callchain to be traced.
 554          *
 555          * We turn interrupts back on, and call the user callchain capture hook.
 556          */
 557         movq    pmc_hook,%rax
 558         orq     %rax,%rax
 559         jz      nocallchain
 560         movq    PCPU(CURTHREAD),%rdi            /* thread */
 561         movq    $PMC_FN_USER_CALLCHAIN,%rsi     /* command */
 562         movq    %rsp,%rdx                       /* frame */
 563         sti
 564         call    *%rax
 565         cli
 566 nocallchain:
 567 #endif
 568         testl   %ebx,%ebx
 569         jnz     doreti_exit
 570 nmi_kernelexit:
 571         /*
 572          * Put back the preserved MSR_GSBASE value.
 573          */
 574         movl    $MSR_GSBASE,%ecx
 575         movq    %r12,%rdx
 576         movl    %edx,%eax
 577         shrq    $32,%rdx
 578         wrmsr
 579 nmi_restoreregs:
 580         movq    TF_RDI(%rsp),%rdi
 581         movq    TF_RSI(%rsp),%rsi
 582         movq    TF_RDX(%rsp),%rdx
 583         movq    TF_RCX(%rsp),%rcx
 584         movq    TF_R8(%rsp),%r8
 585         movq    TF_R9(%rsp),%r9
 586         movq    TF_RAX(%rsp),%rax
 587         movq    TF_RBX(%rsp),%rbx
 588         movq    TF_RBP(%rsp),%rbp
 589         movq    TF_R10(%rsp),%r10
 590         movq    TF_R11(%rsp),%r11
 591         movq    TF_R12(%rsp),%r12
 592         movq    TF_R13(%rsp),%r13
 593         movq    TF_R14(%rsp),%r14
 594         movq    TF_R15(%rsp),%r15
 595         addq    $TF_RIP,%rsp
 596         jmp     doreti_iret
 597
 598 ENTRY(fork_trampoline)
 599         movq    %r12,%rdi               /* function */
 600         movq    %rbx,%rsi               /* arg1 */
 601         movq    %rsp,%rdx               /* trapframe pointer */
 602         call    fork_exit
 603         MEXITCOUNT
 604         jmp     doreti                  /* Handle any ASTs */
 605
 606 /*
 607  * To efficiently implement classification of trap and interrupt handlers
 608  * for profiling, there must be only trap handlers between the labels btrap
 609  * and bintr, and only interrupt handlers between the labels bintr and
 610  * eintr.  This is implemented (partly) by including files that contain
 611  * some of the handlers.  Before including the files, set up a normal asm
 612  * environment so that the included files doen't need to know that they are
 613  * included.
 614  */
 615
 616 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 617         .data
 618         .p2align 4
 619         .text
 620         SUPERALIGN_TEXT
 621
 622 #include <amd64/ia32/ia32_exception.S>
 623 #endif
 624
 625         .data
 626         .p2align 4
 627         .text
 628         SUPERALIGN_TEXT
 629 MCOUNT_LABEL(bintr)
 630
 631 #include <amd64/amd64/apic_vector.S>
 632
 633 #ifdef DEV_ATPIC
 634         .data
 635         .p2align 4
 636         .text
 637         SUPERALIGN_TEXT
 638
 639 #include <amd64/amd64/atpic_vector.S>
 640 #endif
 641
 642         .text
 643 MCOUNT_LABEL(eintr)
 644
 645 /*
 646  * void doreti(struct trapframe)
 647  *
 648  * Handle return from interrupts, traps and syscalls.
 649  */
 650         .text
 651         SUPERALIGN_TEXT
 652         .type   doreti,@function
 653 doreti:
 654         FAKE_MCOUNT($bintr)             /* init "from" bintr -> doreti */
 655         /*
 656          * Check if ASTs can be handled now.
 657          */
 658         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp) /* are we returning to user mode? */
 659         jz      doreti_exit             /* can't handle ASTs now if not */
 660
 661 doreti_ast:
 662         /*
 663          * Check for ASTs atomically with returning.  Disabling CPU
 664          * interrupts provides sufficient locking even in the SMP case,
 665          * since we will be informed of any new ASTs by an IPI.
 666          */
 667         cli
 668         movq    PCPU(CURTHREAD),%rax
 669         testl   $TDF_ASTPENDING | TDF_NEEDRESCHED,TD_FLAGS(%rax)
 670         je      doreti_exit
 671         sti
 672         movq    %rsp,%rdi       /* pass a pointer to the trapframe */
 673         call    ast
 674         jmp     doreti_ast
 675
 676         /*
 677          * doreti_exit: pop registers, iret.
 678          *
 679          *      The segment register pop is a special case, since it may
 680          *      fault if (for example) a sigreturn specifies bad segment
 681          *      registers.  The fault is handled in trap.c.
 682          */
 683 doreti_exit:
 684         MEXITCOUNT
 685         movq    PCPU(CURPCB),%r8
 686
 687         /*
 688          * Do not reload segment registers for kernel.
 689          * Since we do not reload segments registers with sane
 690          * values on kernel entry, descriptors referenced by
 691          * segments registers might be not valid.  This is fatal
 692          * for user mode, but is not a problem for the kernel.
 693          */
 694         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp)
 695         jz      ld_regs
 696         testl   $PCB_FULL_IRET,PCB_FLAGS(%r8)
 697         jz      ld_regs
 698         testl   $TF_HASSEGS,TF_FLAGS(%rsp)
 699         je      set_segs
 700
 701 do_segs:
 702         /* Restore %fs and fsbase */
 703         movw    TF_FS(%rsp),%ax
 704         .globl  ld_fs
 705 ld_fs:
 706         movw    %ax,%fs
 707         cmpw    $KUF32SEL,%ax
 708         jne     1f
 709         movl    $MSR_FSBASE,%ecx
 710         movl    PCB_FSBASE(%r8),%eax
 711         movl    PCB_FSBASE+4(%r8),%edx
 712         .globl  ld_fsbase
 713 ld_fsbase:
 714         wrmsr
 715 1:
 716         /* Restore %gs and gsbase */
 717         movw    TF_GS(%rsp),%si
 718         pushfq
 719         cli
 720         movl    $MSR_GSBASE,%ecx
 721         rdmsr
 722         .globl  ld_gs
 723 ld_gs:
 724         movw    %si,%gs
 725         wrmsr
 726         popfq
 727         cmpw    $KUG32SEL,%si
 728         jne     1f
 729         movl    $MSR_KGSBASE,%ecx
 730         movl    PCB_GSBASE(%r8),%eax
 731         movl    PCB_GSBASE+4(%r8),%edx
 732         .globl  ld_gsbase
 733 ld_gsbase:
 734         wrmsr
 735 1:
 736         .globl  ld_es
 737 ld_es:
 738         movw    TF_ES(%rsp),%es
 739         .globl  ld_ds
 740 ld_ds:
 741         movw    TF_DS(%rsp),%ds
 742 ld_regs:
 743         movq    TF_RDI(%rsp),%rdi
 744         movq    TF_RSI(%rsp),%rsi
 745         movq    TF_RDX(%rsp),%rdx
 746         movq    TF_RCX(%rsp),%rcx
 747         movq    TF_R8(%rsp),%r8
 748         movq    TF_R9(%rsp),%r9
 749         movq    TF_RAX(%rsp),%rax
 750         movq    TF_RBX(%rsp),%rbx
 751         movq    TF_RBP(%rsp),%rbp
 752         movq    TF_R10(%rsp),%r10
 753         movq    TF_R11(%rsp),%r11
 754         movq    TF_R12(%rsp),%r12
 755         movq    TF_R13(%rsp),%r13
 756         movq    TF_R14(%rsp),%r14
 757         movq    TF_R15(%rsp),%r15
 758         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp) /* Did we come from kernel? */
 759         jz      1f                      /* keep running with kernel GS.base */
 760         cli
 761         swapgs
 762 1:
 763         addq    $TF_RIP,%rsp            /* skip over tf_err, tf_trapno */
 764         .globl  doreti_iret
 765 doreti_iret:
 766         iretq
 767
 768 set_segs:
 769         movw    $KUDSEL,%ax
 770         movw    %ax,TF_DS(%rsp)
 771         movw    %ax,TF_ES(%rsp)
 772         movw    $KUF32SEL,TF_FS(%rsp)
 773         movw    $KUG32SEL,TF_GS(%rsp)
 774         jmp     do_segs
 775
 776         /*
 777          * doreti_iret_fault.  Alternative return code for
 778          * the case where we get a fault in the doreti_exit code
 779          * above.  trap() (amd64/amd64/trap.c) catches this specific
 780          * case, sends the process a signal and continues in the
 781          * corresponding place in the code below.
 782          */
 783         ALIGN_TEXT
 784         .globl  doreti_iret_fault
 785 doreti_iret_fault:
 786         subq    $TF_RIP,%rsp            /* space including tf_err, tf_trapno */
 787         testl   $PSL_I,TF_RFLAGS(%rsp)
 788         jz      1f
 789         sti
 790 1:
 791         movw    %fs,TF_FS(%rsp)
 792         movw    %gs,TF_GS(%rsp)
 793         movw    %es,TF_ES(%rsp)
 794         movw    %ds,TF_DS(%rsp)
 795         movl    $TF_HASSEGS,TF_FLAGS(%rsp)
 796         movq    %rdi,TF_RDI(%rsp)
 797         movq    %rsi,TF_RSI(%rsp)
 798         movq    %rdx,TF_RDX(%rsp)
 799         movq    %rcx,TF_RCX(%rsp)
 800         movq    %r8,TF_R8(%rsp)
 801         movq    %r9,TF_R9(%rsp)
 802         movq    %rax,TF_RAX(%rsp)
 803         movq    %rbx,TF_RBX(%rsp)
 804         movq    %rbp,TF_RBP(%rsp)
 805         movq    %r10,TF_R10(%rsp)
 806         movq    %r11,TF_R11(%rsp)
 807         movq    %r12,TF_R12(%rsp)
 808         movq    %r13,TF_R13(%rsp)
 809         movq    %r14,TF_R14(%rsp)
 810         movq    %r15,TF_R15(%rsp)
 811         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 812         movq    $0,TF_ERR(%rsp) /* XXX should be the error code */
 813         movq    $0,TF_ADDR(%rsp)
 814         FAKE_MCOUNT(TF_RIP(%rsp))
 815         jmp     calltrap
 816
 817         ALIGN_TEXT
 818         .globl  ds_load_fault
 819 ds_load_fault:
 820         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 821         movq    %rsp,%rdi
 822         call    trap
 823         movw    $KUDSEL,TF_DS(%rsp)
 824         jmp     doreti
 825
 826         ALIGN_TEXT
 827         .globl  es_load_fault
 828 es_load_fault:
 829         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 830         movq    %rsp,%rdi
 831         call    trap
 832         movw    $KUDSEL,TF_ES(%rsp)
 833         jmp     doreti
 834
 835         ALIGN_TEXT
 836         .globl  fs_load_fault
 837 fs_load_fault:
 838         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 839         movq    %rsp,%rdi
 840         call    trap
 841         movw    $KUF32SEL,TF_FS(%rsp)
 842         jmp     doreti
 843
 844         ALIGN_TEXT
 845         .globl  gs_load_fault
 846 gs_load_fault:
 847         popfq
 848         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 849         movq    %rsp,%rdi
 850         call    trap
 851         movw    $KUG32SEL,TF_GS(%rsp)
 852         jmp     doreti
 853
 854         ALIGN_TEXT
 855         .globl  fsbase_load_fault
 856 fsbase_load_fault:
 857         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 858         movq    %rsp,%rdi
 859         call    trap
 860         movq    PCPU(CURTHREAD),%r8
 861         movq    TD_PCB(%r8),%r8
 862         movq    $0,PCB_FSBASE(%r8)
 863         jmp     doreti
 864
 865         ALIGN_TEXT
 866         .globl  gsbase_load_fault
 867 gsbase_load_fault:
 868         movl    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 869         movq    %rsp,%rdi
 870         call    trap
 871         movq    PCPU(CURTHREAD),%r8
 872         movq    TD_PCB(%r8),%r8
 873         movq    $0,PCB_GSBASE(%r8)
 874         jmp     doreti
 875
 876 #ifdef HWPMC_HOOKS
 877         ENTRY(end_exceptions)
 878 #endif