[PATCH] Make vm86 support optional
[linux-2.6.git] / arch / i386 / kernel / entry.S
1 /*
2  *  linux/arch/i386/entry.S
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  */
6
7 /*
8  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
9  * This also contains the timer-interrupt handler, as well as all interrupts
10  * and faults that can result in a task-switch.
11  *
12  * NOTE: This code handles signal-recognition, which happens every time
13  * after a timer-interrupt and after each system call.
14  *
15  * I changed all the .align's to 4 (16 byte alignment), as that's faster
16  * on a 486.
17  *
18  * Stack layout in 'ret_from_system_call':
19  *      ptrace needs to have all regs on the stack.
20  *      if the order here is changed, it needs to be
21  *      updated in fork.c:copy_process, signal.c:do_signal,
22  *      ptrace.c and ptrace.h
23  *
24  *       0(%esp) - %ebx
25  *       4(%esp) - %ecx
26  *       8(%esp) - %edx
27  *       C(%esp) - %esi
28  *      10(%esp) - %edi
29  *      14(%esp) - %ebp
30  *      18(%esp) - %eax
31  *      1C(%esp) - %ds
32  *      20(%esp) - %es
33  *      24(%esp) - orig_eax
34  *      28(%esp) - %eip
35  *      2C(%esp) - %cs
36  *      30(%esp) - %eflags
37  *      34(%esp) - %oldesp
38  *      38(%esp) - %oldss
39  *
40  * "current" is in register %ebx during any slow entries.
41  */
42
43 #include <linux/config.h>
44 #include <linux/linkage.h>
45 #include <asm/thread_info.h>
46 #include <asm/errno.h>
47 #include <asm/segment.h>
48 #include <asm/smp.h>
49 #include <asm/page.h>
50 #include <asm/desc.h>
51 #include "irq_vectors.h"
52
53 #define nr_syscalls ((syscall_table_size)/4)
54
55 EBX             = 0x00
56 ECX             = 0x04
57 EDX             = 0x08
58 ESI             = 0x0C
59 EDI             = 0x10
60 EBP             = 0x14
61 EAX             = 0x18
62 DS              = 0x1C
63 ES              = 0x20
64 ORIG_EAX        = 0x24
65 EIP             = 0x28
66 CS              = 0x2C
67 EFLAGS          = 0x30
68 OLDESP          = 0x34
69 OLDSS           = 0x38
70
71 CF_MASK         = 0x00000001
72 TF_MASK         = 0x00000100
73 IF_MASK         = 0x00000200
74 DF_MASK         = 0x00000400 
75 NT_MASK         = 0x00004000
76 VM_MASK         = 0x00020000
77
78 #ifdef CONFIG_PREEMPT
79 #define preempt_stop            cli
80 #else
81 #define preempt_stop
82 #define resume_kernel           restore_nocheck
83 #endif
84
85 #define SAVE_ALL \
86         cld; \
87         pushl %es; \
88         pushl %ds; \
89         pushl %eax; \
90         pushl %ebp; \
91         pushl %edi; \
92         pushl %esi; \
93         pushl %edx; \
94         pushl %ecx; \
95         pushl %ebx; \
96         movl $(__USER_DS), %edx; \
97         movl %edx, %ds; \
98         movl %edx, %es;
99
100 #define RESTORE_INT_REGS \
101         popl %ebx;      \
102         popl %ecx;      \
103         popl %edx;      \
104         popl %esi;      \
105         popl %edi;      \
106         popl %ebp;      \
107         popl %eax
108
109 #define RESTORE_REGS    \
110         RESTORE_INT_REGS; \
111 1:      popl %ds;       \
112 2:      popl %es;       \
113 .section .fixup,"ax";   \
114 3:      movl $0,(%esp); \
115         jmp 1b;         \
116 4:      movl $0,(%esp); \
117         jmp 2b;         \
118 .previous;              \
119 .section __ex_table,"a";\
120         .align 4;       \
121         .long 1b,3b;    \
122         .long 2b,4b;    \
123 .previous
124
125
126 ENTRY(ret_from_fork)
127         pushl %eax
128         call schedule_tail
129         GET_THREAD_INFO(%ebp)
130         popl %eax
131         jmp syscall_exit
132
133 /*
134  * Return to user mode is not as complex as all this looks,
135  * but we want the default path for a system call return to
136  * go as quickly as possible which is why some of this is
137  * less clear than it otherwise should be.
138  */
139
140         # userspace resumption stub bypassing syscall exit tracing
141         ALIGN
142 ret_from_exception:
143         preempt_stop
144 ret_from_intr:
145         GET_THREAD_INFO(%ebp)
146         movl EFLAGS(%esp), %eax         # mix EFLAGS and CS
147         movb CS(%esp), %al
148         testl $(VM_MASK | 3), %eax
149         jz resume_kernel
150 ENTRY(resume_userspace)
151         cli                             # make sure we don't miss an interrupt
152                                         # setting need_resched or sigpending
153                                         # between sampling and the iret
154         movl TI_flags(%ebp), %ecx
155         andl $_TIF_WORK_MASK, %ecx      # is there any work to be done on
156                                         # int/exception return?
157         jne work_pending
158         jmp restore_all
159
160 #ifdef CONFIG_PREEMPT
161 ENTRY(resume_kernel)
162         cli
163         cmpl $0,TI_preempt_count(%ebp)  # non-zero preempt_count ?
164         jnz restore_nocheck
165 need_resched:
166         movl TI_flags(%ebp), %ecx       # need_resched set ?
167         testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl
168         jz restore_all
169         testl $IF_MASK,EFLAGS(%esp)     # interrupts off (exception path) ?
170         jz restore_all
171         call preempt_schedule_irq
172         jmp need_resched
173 #endif
174
175 /* SYSENTER_RETURN points to after the "sysenter" instruction in
176    the vsyscall page.  See vsyscall-sysentry.S, which defines the symbol.  */
177
178         # sysenter call handler stub
179 ENTRY(sysenter_entry)
180         movl TSS_sysenter_esp0(%esp),%esp
181 sysenter_past_esp:
182         sti
183         pushl $(__USER_DS)
184         pushl %ebp
185         pushfl
186         pushl $(__USER_CS)
187         pushl $SYSENTER_RETURN
188
189 /*
190  * Load the potential sixth argument from user stack.
191  * Careful about security.
192  */
193         cmpl $__PAGE_OFFSET-3,%ebp
194         jae syscall_fault
195 1:      movl (%ebp),%ebp
196 .section __ex_table,"a"
197         .align 4
198         .long 1b,syscall_fault
199 .previous
200
201         pushl %eax
202         SAVE_ALL
203         GET_THREAD_INFO(%ebp)
204
205         /* Note, _TIF_SECCOMP is bit number 8, and so it needs testw and not testb */
206         testw $(_TIF_SYSCALL_EMU|_TIF_SYSCALL_TRACE|_TIF_SECCOMP|_TIF_SYSCALL_AUDIT),TI_flags(%ebp)
207         jnz syscall_trace_entry
208         cmpl $(nr_syscalls), %eax
209         jae syscall_badsys
210         call *sys_call_table(,%eax,4)
211         movl %eax,EAX(%esp)
212         cli
213         movl TI_flags(%ebp), %ecx
214         testw $_TIF_ALLWORK_MASK, %cx
215         jne syscall_exit_work
216 /* if something modifies registers it must also disable sysexit */
217         movl EIP(%esp), %edx
218         movl OLDESP(%esp), %ecx
219         xorl %ebp,%ebp
220         sti
221         sysexit
222
223
224         # system call handler stub
225 ENTRY(system_call)
226         pushl %eax                      # save orig_eax
227         SAVE_ALL
228         GET_THREAD_INFO(%ebp)
229                                         # system call tracing in operation / emulation
230         /* Note, _TIF_SECCOMP is bit number 8, and so it needs testw and not testb */
231         testw $(_TIF_SYSCALL_EMU|_TIF_SYSCALL_TRACE|_TIF_SECCOMP|_TIF_SYSCALL_AUDIT),TI_flags(%ebp)
232         jnz syscall_trace_entry
233         cmpl $(nr_syscalls), %eax
234         jae syscall_badsys
235 syscall_call:
236         call *sys_call_table(,%eax,4)
237         movl %eax,EAX(%esp)             # store the return value
238 syscall_exit:
239         cli                             # make sure we don't miss an interrupt
240                                         # setting need_resched or sigpending
241                                         # between sampling and the iret
242         movl TI_flags(%ebp), %ecx
243         testw $_TIF_ALLWORK_MASK, %cx   # current->work
244         jne syscall_exit_work
245
246 restore_all:
247         movl EFLAGS(%esp), %eax         # mix EFLAGS, SS and CS
248         # Warning: OLDSS(%esp) contains the wrong/random values if we
249         # are returning to the kernel.
250         # See comments in process.c:copy_thread() for details.
251         movb OLDSS(%esp), %ah
252         movb CS(%esp), %al
253         andl $(VM_MASK | (4 << 8) | 3), %eax
254         cmpl $((4 << 8) | 3), %eax
255         je ldt_ss                       # returning to user-space with LDT SS
256 restore_nocheck:
257         RESTORE_REGS
258         addl $4, %esp
259 1:      iret
260 .section .fixup,"ax"
261 iret_exc:
262         sti
263         pushl $0                        # no error code
264         pushl $do_iret_error
265         jmp error_code
266 .previous
267 .section __ex_table,"a"
268         .align 4
269         .long 1b,iret_exc
270 .previous
271
272 ldt_ss:
273         larl OLDSS(%esp), %eax
274         jnz restore_nocheck
275         testl $0x00400000, %eax         # returning to 32bit stack?
276         jnz restore_nocheck             # allright, normal return
277         /* If returning to userspace with 16bit stack,
278          * try to fix the higher word of ESP, as the CPU
279          * won't restore it.
280          * This is an "official" bug of all the x86-compatible
281          * CPUs, which we can try to work around to make
282          * dosemu and wine happy. */
283         subl $8, %esp           # reserve space for switch16 pointer
284         cli
285         movl %esp, %eax
286         /* Set up the 16bit stack frame with switch32 pointer on top,
287          * and a switch16 pointer on top of the current frame. */
288         call setup_x86_bogus_stack
289         RESTORE_REGS
290         lss 20+4(%esp), %esp    # switch to 16bit stack
291 1:      iret
292 .section __ex_table,"a"
293         .align 4
294         .long 1b,iret_exc
295 .previous
296
297         # perform work that needs to be done immediately before resumption
298         ALIGN
299 work_pending:
300         testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl
301         jz work_notifysig
302 work_resched:
303         call schedule
304         cli                             # make sure we don't miss an interrupt
305                                         # setting need_resched or sigpending
306                                         # between sampling and the iret
307         movl TI_flags(%ebp), %ecx
308         andl $_TIF_WORK_MASK, %ecx      # is there any work to be done other
309                                         # than syscall tracing?
310         jz restore_all
311         testb $_TIF_NEED_RESCHED, %cl
312         jnz work_resched
313
314 work_notifysig:                         # deal with pending signals and
315                                         # notify-resume requests
316         testl $VM_MASK, EFLAGS(%esp)
317         movl %esp, %eax
318         jne work_notifysig_v86          # returning to kernel-space or
319                                         # vm86-space
320         xorl %edx, %edx
321         call do_notify_resume
322         jmp resume_userspace
323
324         ALIGN
325 work_notifysig_v86:
326 #ifdef CONFIG_VM86
327         pushl %ecx                      # save ti_flags for do_notify_resume
328         call save_v86_state             # %eax contains pt_regs pointer
329         popl %ecx
330         movl %eax, %esp
331         xorl %edx, %edx
332         call do_notify_resume
333         jmp resume_userspace
334 #endif
335
336         # perform syscall exit tracing
337         ALIGN
338 syscall_trace_entry:
339         movl $-ENOSYS,EAX(%esp)
340         movl %esp, %eax
341         xorl %edx,%edx
342         call do_syscall_trace
343         cmpl $0, %eax
344         jne resume_userspace            # ret != 0 -> running under PTRACE_SYSEMU,
345                                         # so must skip actual syscall
346         movl ORIG_EAX(%esp), %eax
347         cmpl $(nr_syscalls), %eax
348         jnae syscall_call
349         jmp syscall_exit
350
351         # perform syscall exit tracing
352         ALIGN
353 syscall_exit_work:
354         testb $(_TIF_SYSCALL_TRACE|_TIF_SYSCALL_AUDIT|_TIF_SINGLESTEP), %cl
355         jz work_pending
356         sti                             # could let do_syscall_trace() call
357                                         # schedule() instead
358         movl %esp, %eax
359         movl $1, %edx
360         call do_syscall_trace
361         jmp resume_userspace
362
363         ALIGN
364 syscall_fault:
365         pushl %eax                      # save orig_eax
366         SAVE_ALL
367         GET_THREAD_INFO(%ebp)
368         movl $-EFAULT,EAX(%esp)
369         jmp resume_userspace
370
371         ALIGN
372 syscall_badsys:
373         movl $-ENOSYS,EAX(%esp)
374         jmp resume_userspace
375
376 #define FIXUP_ESPFIX_STACK \
377         movl %esp, %eax; \
378         /* switch to 32bit stack using the pointer on top of 16bit stack */ \
379         lss %ss:CPU_16BIT_STACK_SIZE-8, %esp; \
380         /* copy data from 16bit stack to 32bit stack */ \
381         call fixup_x86_bogus_stack; \
382         /* put ESP to the proper location */ \
383         movl %eax, %esp;
384 #define UNWIND_ESPFIX_STACK \
385         pushl %eax; \
386         movl %ss, %eax; \
387         /* see if on 16bit stack */ \
388         cmpw $__ESPFIX_SS, %ax; \
389         jne 28f; \
390         movl $__KERNEL_DS, %edx; \
391         movl %edx, %ds; \
392         movl %edx, %es; \
393         /* switch to 32bit stack */ \
394         FIXUP_ESPFIX_STACK \
395 28:     popl %eax;
396
397 /*
398  * Build the entry stubs and pointer table with
399  * some assembler magic.
400  */
401 .data
402 ENTRY(interrupt)
403 .text
404
405 vector=0
406 ENTRY(irq_entries_start)
407 .rept NR_IRQS
408         ALIGN
409 1:      pushl $vector-256
410         jmp common_interrupt
411 .data
412         .long 1b
413 .text
414 vector=vector+1
415 .endr
416
417         ALIGN
418 common_interrupt:
419         SAVE_ALL
420         movl %esp,%eax
421         call do_IRQ
422         jmp ret_from_intr
423
424 #define BUILD_INTERRUPT(name, nr)       \
425 ENTRY(name)                             \
426         pushl $nr-256;                  \
427         SAVE_ALL                        \
428         movl %esp,%eax;                 \
429         call smp_/**/name;              \
430         jmp ret_from_intr;
431
432 /* The include is where all of the SMP etc. interrupts come from */
433 #include "entry_arch.h"
434
435 ENTRY(divide_error)
436         pushl $0                        # no error code
437         pushl $do_divide_error
438         ALIGN
439 error_code:
440         pushl %ds
441         pushl %eax
442         xorl %eax, %eax
443         pushl %ebp
444         pushl %edi
445         pushl %esi
446         pushl %edx
447         decl %eax                       # eax = -1
448         pushl %ecx
449         pushl %ebx
450         cld
451         pushl %es
452         UNWIND_ESPFIX_STACK
453         popl %ecx
454         movl ES(%esp), %edi             # get the function address
455         movl ORIG_EAX(%esp), %edx       # get the error code
456         movl %eax, ORIG_EAX(%esp)
457         movl %ecx, ES(%esp)
458         movl $(__USER_DS), %ecx
459         movl %ecx, %ds
460         movl %ecx, %es
461         movl %esp,%eax                  # pt_regs pointer
462         call *%edi
463         jmp ret_from_exception
464
465 ENTRY(coprocessor_error)
466         pushl $0
467         pushl $do_coprocessor_error
468         jmp error_code
469
470 ENTRY(simd_coprocessor_error)
471         pushl $0
472         pushl $do_simd_coprocessor_error
473         jmp error_code
474
475 ENTRY(device_not_available)
476         pushl $-1                       # mark this as an int
477         SAVE_ALL
478         movl %cr0, %eax
479         testl $0x4, %eax                # EM (math emulation bit)
480         jne device_not_available_emulate
481         preempt_stop
482         call math_state_restore
483         jmp ret_from_exception
484 device_not_available_emulate:
485         pushl $0                        # temporary storage for ORIG_EIP
486         call math_emulate
487         addl $4, %esp
488         jmp ret_from_exception
489
490 /*
491  * Debug traps and NMI can happen at the one SYSENTER instruction
492  * that sets up the real kernel stack. Check here, since we can't
493  * allow the wrong stack to be used.
494  *
495  * "TSS_sysenter_esp0+12" is because the NMI/debug handler will have
496  * already pushed 3 words if it hits on the sysenter instruction:
497  * eflags, cs and eip.
498  *
499  * We just load the right stack, and push the three (known) values
500  * by hand onto the new stack - while updating the return eip past
501  * the instruction that would have done it for sysenter.
502  */
503 #define FIX_STACK(offset, ok, label)            \
504         cmpw $__KERNEL_CS,4(%esp);              \
505         jne ok;                                 \
506 label:                                          \
507         movl TSS_sysenter_esp0+offset(%esp),%esp;       \
508         pushfl;                                 \
509         pushl $__KERNEL_CS;                     \
510         pushl $sysenter_past_esp
511
512 KPROBE_ENTRY(debug)
513         cmpl $sysenter_entry,(%esp)
514         jne debug_stack_correct
515         FIX_STACK(12, debug_stack_correct, debug_esp_fix_insn)
516 debug_stack_correct:
517         pushl $-1                       # mark this as an int
518         SAVE_ALL
519         xorl %edx,%edx                  # error code 0
520         movl %esp,%eax                  # pt_regs pointer
521         call do_debug
522         jmp ret_from_exception
523         .previous .text
524 /*
525  * NMI is doubly nasty. It can happen _while_ we're handling
526  * a debug fault, and the debug fault hasn't yet been able to
527  * clear up the stack. So we first check whether we got  an
528  * NMI on the sysenter entry path, but after that we need to
529  * check whether we got an NMI on the debug path where the debug
530  * fault happened on the sysenter path.
531  */
532 ENTRY(nmi)
533         pushl %eax
534         movl %ss, %eax
535         cmpw $__ESPFIX_SS, %ax
536         popl %eax
537         je nmi_16bit_stack
538         cmpl $sysenter_entry,(%esp)
539         je nmi_stack_fixup
540         pushl %eax
541         movl %esp,%eax
542         /* Do not access memory above the end of our stack page,
543          * it might not exist.
544          */
545         andl $(THREAD_SIZE-1),%eax
546         cmpl $(THREAD_SIZE-20),%eax
547         popl %eax
548         jae nmi_stack_correct
549         cmpl $sysenter_entry,12(%esp)
550         je nmi_debug_stack_check
551 nmi_stack_correct:
552         pushl %eax
553         SAVE_ALL
554         xorl %edx,%edx          # zero error code
555         movl %esp,%eax          # pt_regs pointer
556         call do_nmi
557         jmp restore_all
558
559 nmi_stack_fixup:
560         FIX_STACK(12,nmi_stack_correct, 1)
561         jmp nmi_stack_correct
562 nmi_debug_stack_check:
563         cmpw $__KERNEL_CS,16(%esp)
564         jne nmi_stack_correct
565         cmpl $debug,(%esp)
566         jb nmi_stack_correct
567         cmpl $debug_esp_fix_insn,(%esp)
568         ja nmi_stack_correct
569         FIX_STACK(24,nmi_stack_correct, 1)
570         jmp nmi_stack_correct
571
572 nmi_16bit_stack:
573         /* create the pointer to lss back */
574         pushl %ss
575         pushl %esp
576         movzwl %sp, %esp
577         addw $4, (%esp)
578         /* copy the iret frame of 12 bytes */
579         .rept 3
580         pushl 16(%esp)
581         .endr
582         pushl %eax
583         SAVE_ALL
584         FIXUP_ESPFIX_STACK              # %eax == %esp
585         xorl %edx,%edx                  # zero error code
586         call do_nmi
587         RESTORE_REGS
588         lss 12+4(%esp), %esp            # back to 16bit stack
589 1:      iret
590 .section __ex_table,"a"
591         .align 4
592         .long 1b,iret_exc
593 .previous
594
595 KPROBE_ENTRY(int3)
596         pushl $-1                       # mark this as an int
597         SAVE_ALL
598         xorl %edx,%edx          # zero error code
599         movl %esp,%eax          # pt_regs pointer
600         call do_int3
601         jmp ret_from_exception
602         .previous .text
603
604 ENTRY(overflow)
605         pushl $0
606         pushl $do_overflow
607         jmp error_code
608
609 ENTRY(bounds)
610         pushl $0
611         pushl $do_bounds
612         jmp error_code
613
614 ENTRY(invalid_op)
615         pushl $0
616         pushl $do_invalid_op
617         jmp error_code
618
619 ENTRY(coprocessor_segment_overrun)
620         pushl $0
621         pushl $do_coprocessor_segment_overrun
622         jmp error_code
623
624 ENTRY(invalid_TSS)
625         pushl $do_invalid_TSS
626         jmp error_code
627
628 ENTRY(segment_not_present)
629         pushl $do_segment_not_present
630         jmp error_code
631
632 ENTRY(stack_segment)
633         pushl $do_stack_segment
634         jmp error_code
635
636 KPROBE_ENTRY(general_protection)
637         pushl $do_general_protection
638         jmp error_code
639         .previous .text
640
641 ENTRY(alignment_check)
642         pushl $do_alignment_check
643         jmp error_code
644
645 KPROBE_ENTRY(page_fault)
646         pushl $do_page_fault
647         jmp error_code
648         .previous .text
649
650 #ifdef CONFIG_X86_MCE
651 ENTRY(machine_check)
652         pushl $0
653         pushl machine_check_vector
654         jmp error_code
655 #endif
656
657 ENTRY(spurious_interrupt_bug)
658         pushl $0
659         pushl $do_spurious_interrupt_bug
660         jmp error_code
661
662 .section .rodata,"a"
663 #include "syscall_table.S"
664
665 syscall_table_size=(.-sys_call_table)