payloads/libpayload/arch/x86/exception_asm.S

   1 /*
   2  *
   3  * Copyright 2013 Google Inc.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  14  *    derived from this software without specific prior written permission.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29         .align 4
  30         .global exception_stack_end
  31 exception_stack_end:
  32         .long 0
  33         .global exception_state
  34 exception_state:
  35         .long 0
  36
  37 /* Some temporary variables which are used while saving exception state. */
  38 vector:
  39         .long 0
  40 error_code:
  41         .long 0
  42 old_esp:
  43         .long 0
  44 old_eax:
  45         .long 0
  46
  47         .align 8
  48
  49 /*
  50  * Each exception vector has a small stub associated with it which sets aside
  51  * the error code, if any, records which vector we entered from, and calls
  52  * the common exception entry point. Some exceptions have error codes and some
  53  * don't, so we have a macro for each type.
  54  */
  55
  56         .macro stub num
  57 exception_stub_\num:
  58         movl    $0, error_code
  59         movl    $\num, vector
  60         jmp     exception_common
  61         .endm
  62
  63         .macro stub_err num
  64 exception_stub_\num:
  65         popl    error_code
  66         movl    $\num, vector
  67         jmp     exception_common
  68         .endm
  69
  70         .altmacro
  71         .macro  user_defined_stubs from, to
  72         stub    \from
  73         .if     \to-\from
  74         user_defined_stubs      %(from+1),\to
  75         .endif
  76         .endm
  77
  78         stub 0
  79         stub 1
  80         stub 2
  81         stub 3
  82         stub 4
  83         stub 5
  84         stub 6
  85         stub 7
  86         stub_err 8
  87         stub 9
  88         stub_err 10
  89         stub_err 11
  90         stub_err 12
  91         stub_err 13
  92         stub_err 14
  93         stub 15
  94         stub 16
  95         stub_err 17
  96         stub 18
  97         stub 19
  98         stub 20
  99         stub 21
 100         stub 22
 101         stub 23
 102         stub 24
 103         stub 25
 104         stub 26
 105         stub 27
 106         stub 28
 107         stub 29
 108         stub_err 30
 109         stub 31
 110         /* Split the macro so we avoid a stack overflow. */
 111         user_defined_stubs 32, 63
 112         user_defined_stubs 64, 127
 113         user_defined_stubs 128, 191
 114         user_defined_stubs 192, 255
 115
 116 exception_common:
 117         /*
 118          * Save off the stack pointer and old eax value and install the
 119          * exception stack. eax points to the old stack which has the
 120          * exception ip, cs, and flags.
 121          */
 122         mov     %esp, old_esp
 123         addl    $12, old_esp
 124         mov     %eax, old_eax
 125         mov     %esp, %eax
 126         mov     exception_stack_end, %esp
 127
 128         /*
 129          * Push values onto the top of the exception stack to form an
 130          * exception state structure.
 131          */
 132         pushl   vector
 133         pushl   error_code
 134         pushl   %gs
 135         pushl   %fs
 136         pushl   %es
 137         pushl   %ds
 138         pushl   %ss
 139         pushl   4(%eax)
 140         pushl   8(%eax)
 141         pushl   (%eax)
 142         pushl   %edi
 143         pushl   %esi
 144         pushl   %ebp
 145         pushl   old_esp
 146         pushl   %ebx
 147         pushl   %edx
 148         pushl   %ecx
 149         pushl   old_eax
 150
 151         /*
 152          * Call the C exception handler. It will find the exception state
 153          * using the exception_state global pointer. Not
 154          * passing parameters means we don't have to worry about what ABI
 155          * is being used.
 156          */
 157         mov     %esp, exception_state
 158         call    exception_dispatch
 159
 160         /*
 161          * Restore state from the exception state structure, including any
 162          * changes that might have been made.
 163          */
 164         popl    old_eax
 165         popl    %ecx
 166         popl    %edx
 167         popl    %ebx
 168         popl    old_esp
 169
 170         mov     old_esp, %eax
 171         subl    $12, %eax
 172
 173         popl    %ebp
 174         popl    %esi
 175         popl    %edi
 176         popl    (%eax)
 177         popl    8(%eax)
 178         popl    4(%eax)
 179         popl    %ss
 180         popl    %ds
 181         popl    %es
 182         popl    %fs
 183         popl    %gs
 184
 185         mov     %eax, %esp
 186         mov     old_eax, %eax
 187
 188         /* Return from the exception. */
 189         iretl
 190
 191 /*
 192  * We need segment selectors for the IDT, so we need to know where things are
 193  * in the GDT. We set one up here which is pretty standard and largely copied
 194  * from coreboot.
 195  */
 196         .align 8
 197 gdt:
 198         /* selgdt 0, unused */
 199         .word 0x0000, 0x0000
 200         .byte 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
 201
 202         /* selgdt 8, unused */
 203         .word 0x0000, 0x0000
 204         .byte 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
 205
 206         /* selgdt 0x10, flat 4GB code segment */
 207         .word 0xffff, 0x0000
 208         .byte 0x00, 0x9b, 0xcf, 0x00
 209
 210         /* selgdt 0x18, flat 4GB data segment */
 211         .word 0xffff, 0x0000
 212         .byte 0x00, 0x93, 0xcf, 0x00
 213 gdt_end:
 214
 215 /* GDT pointer for use with lgdt */
 216 gdt_ptr:
 217         .word   gdt_end - gdt - 1
 218         .long   gdt
 219
 220         /*
 221          * Record the target and construct the actual entry at init time. This
 222          * is necessary because the linker doesn't want to construct the entry
 223          * for us.
 224          */
 225         .macro interrupt_gate target
 226         .long \target
 227         .long \target
 228         .endm
 229
 230         .altmacro
 231         .macro  user_defined_gates from, to
 232         interrupt_gate  exception_stub_\from
 233         .if     \to-\from
 234         user_defined_gates      %(from+1),\to
 235         .endif
 236         .endm
 237
 238         .align 8
 239         .global idt
 240 idt:
 241         interrupt_gate exception_stub_0
 242         interrupt_gate exception_stub_1
 243         interrupt_gate exception_stub_2
 244         interrupt_gate exception_stub_3
 245         interrupt_gate exception_stub_4
 246         interrupt_gate exception_stub_5
 247         interrupt_gate exception_stub_6
 248         interrupt_gate exception_stub_7
 249         interrupt_gate exception_stub_8
 250         interrupt_gate exception_stub_9
 251         interrupt_gate exception_stub_10
 252         interrupt_gate exception_stub_11
 253         interrupt_gate exception_stub_12
 254         interrupt_gate exception_stub_13
 255         interrupt_gate exception_stub_14
 256         interrupt_gate exception_stub_15
 257         interrupt_gate exception_stub_16
 258         interrupt_gate exception_stub_17
 259         interrupt_gate exception_stub_18
 260         interrupt_gate exception_stub_19
 261         interrupt_gate exception_stub_20
 262         interrupt_gate exception_stub_21
 263         interrupt_gate exception_stub_22
 264         interrupt_gate exception_stub_23
 265         interrupt_gate exception_stub_24
 266         interrupt_gate exception_stub_25
 267         interrupt_gate exception_stub_26
 268         interrupt_gate exception_stub_27
 269         interrupt_gate exception_stub_28
 270         interrupt_gate exception_stub_29
 271         interrupt_gate exception_stub_30
 272         interrupt_gate exception_stub_31
 273         user_defined_gates 32, 63
 274         user_defined_gates 64, 127
 275         user_defined_gates 128, 191
 276         user_defined_gates 192, 255
 277 idt_end:
 278
 279 /* IDT pointer for use with lidt */
 280 idt_ptr:
 281         .word idt_end - idt - 1
 282         .long idt
 283
 284         .global exception_init_asm
 285 exception_init_asm:
 286         /* Save eax so we can use it as a temporary variable. */
 287         pushl   %eax
 288
 289         /* Install the GDT. */
 290         lgdt    gdt_ptr
 291         /* Load the segment registers from it. */
 292         ljmp    $0x10, $1f
 293 1:      movl    $0x18, %eax
 294         movl    %eax, %ds
 295         movl    %eax, %es
 296         movl    %eax, %ss
 297         movl    %eax, %fs
 298         movl    %eax, %gs
 299
 300         /*
 301          * Loop over the entries which start out as two copies of the target
 302          * address. We can turn them into real interrupt gates by selectively
 303          * replacing certain bit fields.
 304          */
 305         movl    $idt, %eax
 306 1:
 307         andl    $0x0000ffff, (%eax)
 308         orl     $0x00100000, (%eax)
 309         andl    $0xffff0000, 4(%eax)
 310         orl     $0x0000ee00, 4(%eax)
 311         addl    $8, %eax
 312         cmp     $idt_end, %eax
 313         jne     1b
 314
 315         /* Install the IDT. */
 316         lidt    idt_ptr
 317
 318         /* Restore eax and return to the caller. */
 319         popl    %eax
 320         ret