sys/platform/pc64/x86_64/ipl.s

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * ---
  35  *
  36  * Copyright (c) 1989, 1990 William F. Jolitz.
  37  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
  38  * All rights reserved.
  39  *
  40  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  41  * William Jolitz.
  42  *
  43  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  44  * modification, are permitted provided that the following conditions
  45  * are met:
  46  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  48  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  49  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  50  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  51  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  52  *    must display the following acknowledgement:
  53  *      This product includes software developed by the University of
  54  *      California, Berkeley and its contributors.
  55  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  56  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  57  *    without specific prior written permission.
  58  *
  59  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  60  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  61  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  62  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  63  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  64  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  65  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  66  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  67  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  68  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  69  * SUCH DAMAGE.
  70  *
  71  *      @(#)ipl.s
  72  *
  73  * $FreeBSD: src/sys/i386/isa/ipl.s,v 1.32.2.3 2002/05/16 16:03:56 bde Exp $
  74  */
  75
  76 #include <machine/asmacros.h>
  77 #include <machine/segments.h>
  78 #include <machine/ipl.h>
  79 #include <machine/lock.h>
  80 #include <machine/psl.h>
  81 #include <machine/trap.h>
  82
  83 #include "assym.s"
  84
  85 /*
  86  * AT/386
  87  * Vector interrupt control section
  88  *
  89  *  ipending    - Pending interrupts (set when a masked interrupt occurs)
  90  *  spending    - Pending software interrupts
  91  */
  92         .data
  93         ALIGN_DATA
  94
  95         .globl          fastunpend_count
  96 fastunpend_count:       .long   0
  97
  98         .text
  99         SUPERALIGN_TEXT
 100
 101         /*
 102          * GENERAL NOTES
 103          *
 104          *      - interrupts are always called with a critical section held
 105          *
 106          *      - we release our critical section when scheduling interrupt
 107          *        or softinterrupt threads in order so they can preempt
 108          *        (unless we are called manually from a critical section, in
 109          *        which case there will still be a critical section and
 110          *        they won't preempt anyway).
 111          *
 112          *      - TD_NEST_COUNT prevents splz from nesting too deeply within
 113          *        itself.  It is *not* actually an interrupt nesting count.
 114          *        PCPU(intr_nesting_level) is an interrupt nesting count.
 115          *
 116          *      - We have to be careful in regards to local interrupts
 117          *        occuring simultaniously with our doreti and splz
 118          *        processing.
 119          *
 120          *      - Interrupts must be enabled when calling higher level
 121          *        functions in order to avoid deadlocking against things
 122          *        like smp_invltlb.
 123          */
 124
 125         /*
 126          * DORETI
 127          *
 128          * Handle return from interrupts, traps and syscalls.  This function
 129          * checks the cpl for unmasked pending interrupts (hardware or soft)
 130          * and schedules them if appropriate, then irets.
 131          *
 132          * If we are in a critical section we cannot run any pending ints.
 133          *
 134          * The stack contains a trapframe at the start of doreti.
 135          */
 136         SUPERALIGN_TEXT
 137         .globl  doreti
 138         .type   doreti,@function
 139 doreti:
 140         FAKE_MCOUNT(bintr)              /* init "from" bintr -> doreti */
 141         movq    $0,%rax                 /* irq mask unavailable due to BGL */
 142         movq    PCPU(curthread),%rbx
 143         cli                             /* interlock with critical section */
 144         cmpl    $0,PCPU(reqflags)       /* short cut if nothing to do */
 145         je      5f
 146         testl   $-1,TD_CRITCOUNT(%rbx)  /* can't unpend if in critical sec */
 147         jne     5f
 148         incl    TD_CRITCOUNT(%rbx)      /* force all ints to pending */
 149 doreti_next:
 150         cli                             /* re-assert cli on loop */
 151         movq    %rax,%rcx               /* irq mask unavailable due to BGL */
 152         notq    %rcx
 153         testl   $RQF_IPIQ,PCPU(reqflags)
 154         jnz     doreti_ipiq
 155         testl   $RQF_TIMER,PCPU(reqflags)
 156         jnz     doreti_timer
 157         /*
 158          * check for an unmasked int (3 groups)
 159          */
 160         movq    $0,%rdx
 161         testq   PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 162         jnz     doreti_fast
 163
 164         movq    $1,%rdx
 165         testq   PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 166         jnz     doreti_fast
 167
 168         movq    $2,%rdx
 169         testq   PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 170         jnz     doreti_fast
 171
 172         movl    PCPU(spending),%ecx     /* check for a pending software int */
 173         cmpl    $0,%ecx
 174         jnz     doreti_soft
 175
 176         testl   $RQF_AST_MASK,PCPU(reqflags) /* any pending ASTs? */
 177         jz      2f
 178
 179         /* ASTs are only applicable when returning to userland */
 180         testb   $SEL_RPL_MASK,TF_CS(%rsp)
 181         jnz     doreti_ast
 182 2:
 183         /*
 184          * Nothing left to do, finish up.  Interrupts are still disabled.
 185          * %eax contains the mask of IRQ's that are not available due to
 186          * BGL requirements.  We can only clear RQF_INTPEND if *ALL* pending
 187          * interrupts have been processed.
 188          */
 189         decl    TD_CRITCOUNT(%rbx)      /* interlocked with cli */
 190         testl   %eax,%eax
 191         jnz     5f
 192         andl    $~RQF_INTPEND,PCPU(reqflags)
 193 5:
 194         MEXITCOUNT
 195
 196         /*
 197          * (interrupts are disabled here)
 198          *
 199          * Restore register and iret.  iret can fault on %rip (which is
 200          * really stupid).  If this occurs we re-fault and vector to
 201          * doreti_iret_fault().
 202          *
 203          * ...
 204          * can be set from user mode, this can result in a kernel mode
 205          * exception.  The trap code will revector to the *_fault code
 206          * which then sets up a T_PROTFLT signal.  If the signal is
 207          * sent to userland, sendsig() will automatically clean up all
 208          * the segment registers to avoid a loop.
 209          */
 210         .globl  doreti_iret
 211         .globl  doreti_syscall_ret
 212 doreti_syscall_ret:
 213         POP_FRAME               /* registers and %gs (+cli) */
 214         /* WARNING: special global doreti_iret is  also used by exception.S */
 215 doreti_iret:
 216         iretq
 217
 218         /*
 219          * doreti_iret_fault.  Alternative return code for the case where
 220          * we get a fault in the doreti_exit code above.  trap()
 221          * (sys/platform/pc64/x86_64/trap.c) catches this specific * case,
 222          * sends the process a signal and continues in the corresponding
 223          * place in the code below.
 224          *
 225          * Interrupts are likely disabled due to the above interlock
 226          * between cli/iretq.  We must enable them before calling any
 227          * high level function.
 228          */
 229         ALIGN_TEXT
 230         .globl  doreti_iret_fault
 231 doreti_iret_fault:
 232         PUSH_FRAME_NOSWAP
 233         sti
 234         movq    $T_PROTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 235         movq    $0,TF_ERR(%rsp) /* XXX should be the error code */
 236         movq    $0,TF_ADDR(%rsp)
 237         FAKE_MCOUNT(TF_RIP(%rsp))
 238         jmp     calltrap
 239
 240         /*
 241          * Interrupt pending.  NOTE: stack context holds frame structure
 242          * for interrupt procedure, do not do random pushes or pops!
 243          */
 244         ALIGN_TEXT
 245 doreti_fast:
 246         andq    PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 247         sti
 248         bsfq    %rcx, %rcx              /* locate the next dispatchable int */
 249         btrq    %rcx, PCPU_E8(ipending,%rdx)
 250                                         /* is it really still pending? */
 251         jnc     doreti_next
 252
 253         shlq    $6, %rdx
 254         orq     %rdx, %rcx              /* form intr number */
 255
 256         pushq   %rax                    /* save IRQ mask unavailable for BGL */
 257                                         /* NOTE: is also CPL in frame */
 258         call    dofastunpend            /* unpend intr %rcx */
 259         popq    %rax
 260         jmp     doreti_next
 261
 262         /*
 263          *  SOFT interrupt pending
 264          *
 265          *  Temporarily back-out our critical section to allow an interrupt
 266          *  preempt us when we schedule it.  Bump intr_nesting_level to
 267          *  prevent the switch code from recursing via splz too deeply.
 268          */
 269         ALIGN_TEXT
 270 doreti_soft:
 271         sti
 272         bsfl    %ecx,%ecx               /* locate the next pending softint */
 273         btrl    %ecx,PCPU(spending)     /* make sure its still pending */
 274         jnc     doreti_next
 275         addl    $FIRST_SOFTINT,%ecx     /* actual intr number */
 276         pushq   %rax
 277         movl    %ecx,%edi               /* argument to C call */
 278         incl    TD_NEST_COUNT(%rbx)     /* prevent doreti/splz nesting */
 279         decl    TD_CRITCOUNT(%rbx)      /* so we can preempt */
 280         call    sched_ithd_soft         /* YYY must pull in imasks */
 281         incl    TD_CRITCOUNT(%rbx)
 282         decl    TD_NEST_COUNT(%rbx)
 283         popq    %rax
 284         jmp     doreti_next
 285
 286         /*
 287          * AST pending.  We clear RQF_AST_SIGNAL automatically, the others
 288          * are cleared by the trap as they are processed.
 289          *
 290          * Temporarily back-out our critical section because trap() can be
 291          * a long-winded call, and we want to be more syscall-like.
 292          *
 293          * YYY theoretically we can call lwkt_switch directly if all we need
 294          * to do is a reschedule.
 295          */
 296 doreti_ast:
 297         andl    $~(RQF_AST_SIGNAL|RQF_AST_UPCALL),PCPU(reqflags)
 298         sti
 299         movl    %eax,%r12d              /* save cpl (can't use stack) */
 300         movl    $T_ASTFLT,TF_TRAPNO(%rsp)
 301         movq    %rsp,%rdi               /* pass frame by ref (%edi = C arg) */
 302         decl    TD_CRITCOUNT(%rbx)
 303         call    trap
 304         incl    TD_CRITCOUNT(%rbx)
 305         movl    %r12d,%eax              /* restore cpl for loop */
 306         jmp     doreti_next
 307
 308         /*
 309          * IPIQ message pending.  We clear RQF_IPIQ automatically.
 310          */
 311 doreti_ipiq:
 312         movl    %eax,%r12d              /* save cpl (can't use stack) */
 313         incl    PCPU(intr_nesting_level)
 314         andl    $~RQF_IPIQ,PCPU(reqflags)
 315         sti
 316         subq    $8,%rsp                 /* trapframe->intrframe */
 317         movq    %rsp,%rdi               /* pass frame by ref (C arg) */
 318         call    lwkt_process_ipiq_frame
 319         addq    $8,%rsp                 /* intrframe->trapframe */
 320         decl    PCPU(intr_nesting_level)
 321         movl    %r12d,%eax              /* restore cpl for loop */
 322         jmp     doreti_next
 323
 324 doreti_timer:
 325         movl    %eax,%r12d              /* save cpl (can't use stack) */
 326         incl    PCPU(intr_nesting_level)
 327         andl    $~RQF_TIMER,PCPU(reqflags)
 328         sti
 329         subq    $8,%rsp                 /* trapframe->intrframe */
 330         movq    %rsp,%rdi               /* pass frame by ref (C arg) */
 331         call    lapic_timer_process_frame
 332         addq    $8,%rsp                 /* intrframe->trapframe */
 333         decl    PCPU(intr_nesting_level)
 334         movl    %r12d,%eax              /* restore cpl for loop */
 335         jmp     doreti_next
 336
 337         /*
 338          * SPLZ() a C callable procedure to dispatch any unmasked pending
 339          *        interrupts regardless of critical section nesting.  ASTs
 340          *        are not dispatched.
 341          *
 342          *        Use %eax to track those IRQs that could not be processed
 343          *        due to BGL requirements.
 344          */
 345         SUPERALIGN_TEXT
 346
 347 ENTRY(splz)
 348         pushfq
 349         pushq   %rbx
 350         movq    PCPU(curthread),%rbx
 351         incl    TD_CRITCOUNT(%rbx)
 352         movq    $0,%rax
 353
 354 splz_next:
 355         cli
 356         movq    %rax,%rcx               /* rcx = ~CPL */
 357         notq    %rcx
 358         testl   $RQF_IPIQ,PCPU(reqflags)
 359         jnz     splz_ipiq
 360         testl   $RQF_TIMER,PCPU(reqflags)
 361         jnz     splz_timer
 362         /*
 363          * check for an unmasked int (3 groups)
 364          */
 365         movq    $0,%rdx
 366         testq   PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 367         jnz     splz_fast
 368
 369         movq    $1,%rdx
 370         testq   PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 371         jnz     splz_fast
 372
 373         movq    $2,%rdx
 374         testq   PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 375         jnz     splz_fast
 376
 377         movl    PCPU(spending),%ecx
 378         cmpl    $0,%ecx
 379         jnz     splz_soft
 380
 381         decl    TD_CRITCOUNT(%rbx)
 382
 383         /*
 384          * Nothing left to do, finish up.  Interrupts are still disabled.
 385          * If our mask of IRQs we couldn't process due to BGL requirements
 386          * is 0 then there are no pending interrupt sources left and we
 387          * can clear RQF_INTPEND.
 388          */
 389         testl   %eax,%eax
 390         jnz     5f
 391         andl    $~RQF_INTPEND,PCPU(reqflags)
 392 5:
 393         popq    %rbx
 394         popfq
 395         ret
 396
 397         /*
 398          * Interrupt pending
 399          */
 400         ALIGN_TEXT
 401 splz_fast:
 402         andq    PCPU_E8(ipending,%rdx),%rcx
 403         sti
 404         bsfq    %rcx, %rcx              /* locate the next dispatchable int */
 405         btrq    %rcx, PCPU_E8(ipending,%rdx)
 406                                         /* is it really still pending? */
 407         jnc     splz_next
 408
 409         shlq    $6, %rdx
 410         orq     %rdx, %rcx              /* form intr number */
 411
 412         pushq   %rax
 413         call    dofastunpend            /* unpend intr %rcx */
 414         popq    %rax
 415         jmp     splz_next
 416
 417         /*
 418          *  SOFT interrupt pending
 419          *
 420          *  Temporarily back-out our critical section to allow the interrupt
 421          *  preempt us.
 422          */
 423         ALIGN_TEXT
 424 splz_soft:
 425         sti
 426         bsfl    %ecx,%ecx               /* locate the next pending softint */
 427         btrl    %ecx,PCPU(spending)     /* make sure its still pending */
 428         jnc     splz_next
 429         addl    $FIRST_SOFTINT,%ecx     /* actual intr number */
 430         sti
 431         pushq   %rax
 432         movl    %ecx,%edi               /* C argument */
 433         incl    TD_NEST_COUNT(%rbx)     /* prevent doreti/splz nesting */
 434         decl    TD_CRITCOUNT(%rbx)
 435         call    sched_ithd_soft         /* YYY must pull in imasks */
 436         incl    TD_CRITCOUNT(%rbx)
 437         decl    TD_NEST_COUNT(%rbx)     /* prevent doreti/splz nesting */
 438         popq    %rax
 439         jmp     splz_next
 440
 441 splz_ipiq:
 442         andl    $~RQF_IPIQ,PCPU(reqflags)
 443         sti
 444         pushq   %rax
 445         call    lwkt_process_ipiq
 446         popq    %rax
 447         jmp     splz_next
 448
 449 splz_timer:
 450         andl    $~RQF_TIMER,PCPU(reqflags)
 451         sti
 452         pushq   %rax
 453         call    lapic_timer_process
 454         popq    %rax
 455         jmp     splz_next
 456
 457         /*
 458          * dofastunpend(%rcx:intr)
 459          *
 460          * A interrupt previously made pending can now be run,
 461          * execute it by pushing a dummy interrupt frame and
 462          * calling ithread_fast_handler to execute or schedule it.
 463          *
 464          * ithread_fast_handler() returns 0 if it wants us to unmask
 465          * further interrupts.
 466          */
 467 #define PUSH_DUMMY                                                      \
 468         pushfq ;                        /* phys int frame / flags */    \
 469         xorq    %rax,%rax ;             /* something not SEL_UPL */     \
 470         pushq   %rax ;                  /* phys int frame / cs */       \
 471         pushq   3*8(%rsp) ;             /* original caller eip */       \
 472         subq    $TF_RIP,%rsp ;          /* trap frame */                \
 473         movq    $0,TF_XFLAGS(%rsp) ;    /* extras */                    \
 474         movq    $0,TF_TRAPNO(%rsp) ;    /* extras */                    \
 475         movq    $0,TF_ADDR(%rsp) ;      /* extras */                    \
 476         movq    $0,TF_FLAGS(%rsp) ;     /* extras */                    \
 477         movq    $0,TF_ERR(%rsp) ;       /* extras */                    \
 478
 479 #define POP_DUMMY                                                       \
 480         addq    $TF_RIP+(3*8),%rsp ;                                    \
 481
 482 dofastunpend:
 483         pushq   %rbp                    /* frame for backtrace */
 484         movq    %rsp,%rbp
 485         PUSH_DUMMY
 486         pushq   %rcx                    /* last part of intrframe = intr */
 487         incl    fastunpend_count
 488         movq    %rsp,%rdi               /* pass frame by reference C arg */
 489         call    ithread_fast_handler    /* returns 0 to unmask */
 490         popq    %rdi                    /* intrframe->trapframe */
 491                                         /* + also rdi C arg to next call */
 492         cmpl    $0,%eax
 493         jnz     1f
 494         movq    MachIntrABI + MACHINTR_INTREN, %rax
 495         callq   *%rax                   /* MachIntrABI.intren(intr) */
 496 1:
 497         POP_DUMMY
 498         popq    %rbp
 499         ret
 500