sys/powerpc/booke/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1995, 1996 Wolfgang Solfrank.
   3  * Copyright (C) 1995, 1996 TooLs GmbH.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  15  *    must display the following acknowledgement:
  16  *      This product includes software developed by TooLs GmbH.
  17  * 4. The name of TooLs GmbH may not be used to endorse or promote products
  18  *    derived from this software without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY TOOLS GMBH ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  21  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  22  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  23  * IN NO EVENT SHALL TOOLS GMBH BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  24  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  25  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  26  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  27  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  28  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
  29  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  * $NetBSD: trap.c,v 1.58 2002/03/04 04:07:35 dbj Exp $
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_fpu_emu.h"
  38 #include "opt_ktrace.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/kdb.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/ktr.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/mutex.h>
  46 #include <sys/pioctl.h>
  47 #include <sys/ptrace.h>
  48 #include <sys/reboot.h>
  49 #include <sys/syscall.h>
  50 #include <sys/sysent.h>
  51 #include <sys/systm.h>
  52 #include <sys/uio.h>
  53 #include <sys/signalvar.h>
  54 #ifdef KTRACE
  55 #include <sys/ktrace.h>
  56 #endif
  57 #include <sys/vmmeter.h>
  58
  59 #include <security/audit/audit.h>
  60
  61 #include <vm/vm.h>
  62 #include <vm/pmap.h>
  63 #include <vm/vm_extern.h>
  64 #include <vm/vm_param.h>
  65 #include <vm/vm_kern.h>
  66 #include <vm/vm_map.h>
  67 #include <vm/vm_page.h>
  68
  69 #include <machine/cpu.h>
  70 #include <machine/db_machdep.h>
  71 #include <machine/frame.h>
  72 #include <machine/pcb.h>
  73 #include <machine/pmap.h>
  74 #include <machine/psl.h>
  75 #include <machine/trap.h>
  76 #include <machine/spr.h>
  77
  78 #ifdef FPU_EMU
  79 #include <powerpc/fpu/fpu_extern.h>
  80 #endif
  81
  82 #define FAULTBUF_LR     0
  83 #define FAULTBUF_R1     1
  84 #define FAULTBUF_R2     2
  85 #define FAULTBUF_CR     3
  86 #define FAULTBUF_CTR    4
  87 #define FAULTBUF_XER    5
  88 #define FAULTBUF_R13    6
  89
  90 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  91 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  92     int user);
  93 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  94 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  95 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  96 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  97
  98 int     setfault(faultbuf);             /* defined in locore.S */
  99
 100 /* Why are these not defined in a header? */
 101 int     badaddr(void *, size_t);
 102 int     badaddr_read(void *, size_t, int *);
 103
 104 struct powerpc_exception {
 105         u_int   vector;
 106         char    *name;
 107 };
 108
 109 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
 110         { EXC_CRIT,     "critical input" },
 111         { EXC_MCHK,     "machine check" },
 112         { EXC_DSI,      "data storage interrupt" },
 113         { EXC_ISI,      "instruction storage interrupt" },
 114         { EXC_EXI,      "external interrupt" },
 115         { EXC_ALI,      "alignment" },
 116         { EXC_PGM,      "program" },
 117         { EXC_SC,       "system call" },
 118         { EXC_APU,      "auxiliary proc unavailable" },
 119         { EXC_DECR,     "decrementer" },
 120         { EXC_FIT,      "fixed-interval timer" },
 121         { EXC_WDOG,     "watchdog timer" },
 122         { EXC_DTMISS,   "data tlb miss" },
 123         { EXC_ITMISS,   "instruction tlb miss" },
 124         { EXC_DEBUG,    "debug" },
 125         { EXC_PERF,     "performance monitoring" },
 126         { EXC_LAST,     NULL }
 127 };
 128
 129 static const char *
 130 trapname(u_int vector)
 131 {
 132         struct  powerpc_exception *pe;
 133
 134         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != EXC_LAST; pe++) {
 135                 if (pe->vector == vector)
 136                         return (pe->name);
 137         }
 138
 139         return ("unknown");
 140 }
 141
 142 void
 143 trap(struct trapframe *frame)
 144 {
 145         struct thread   *td;
 146         struct proc     *p;
 147         int             sig, type, user;
 148         ksiginfo_t      ksi;
 149
 150         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 151
 152         td = PCPU_GET(curthread);
 153         p = td->td_proc;
 154
 155         type = frame->exc;
 156         sig = 0;
 157         user = (frame->srr1 & PSL_PR) ? 1 : 0;
 158
 159         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", p->p_comm,
 160             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 161
 162         if (user) {
 163                 td->td_frame = frame;
 164                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 165                         cred_update_thread(td);
 166
 167                 /* User Mode Traps */
 168                 switch (type) {
 169                 case EXC_DSI:
 170                 case EXC_ISI:
 171                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 172                         break;
 173
 174                 case EXC_SC:
 175                         syscall(frame);
 176                         break;
 177
 178                 case EXC_ALI:
 179                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 180                                 sig = SIGBUS;
 181                         else
 182                                 frame->srr0 += 4;
 183                         break;
 184
 185                 case EXC_DEBUG: /* Single stepping */
 186                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 187                         frame->srr1 &= ~PSL_DE;
 188                         frame->cpu.booke.dbcr0 &= ~(DBCR0_IDM || DBCR0_IC);
 189                         sig = SIGTRAP;
 190                         break;
 191
 192                 case EXC_PGM:   /* Program exception */
 193 #ifdef FPU_EMU
 194                         sig = fpu_emulate(frame,
 195                             (struct fpreg *)&td->td_pcb->pcb_fpu);
 196 #else
 197                         /* XXX SIGILL for non-trap instructions. */
 198                         sig = SIGTRAP;
 199 #endif
 200                         break;
 201
 202                 default:
 203                         trap_fatal(frame);
 204                 }
 205         } else {
 206                 /* Kernel Mode Traps */
 207                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 208                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 209
 210                 switch (type) {
 211                 case EXC_DEBUG:
 212                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 213                         kdb_trap(frame->exc, 0, frame);
 214                         return;
 215
 216                 case EXC_DSI:
 217                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 218                                 return;
 219                         break;
 220
 221                 case EXC_MCHK:
 222                         if (handle_onfault(frame))
 223                                 return;
 224                         break;
 225 #ifdef KDB
 226                 case EXC_PGM:
 227                         if (frame->cpu.booke.esr & ESR_PTR)
 228                                 kdb_trap(EXC_PGM, 0, frame);
 229                         return;
 230 #endif
 231                 default:
 232                         break;
 233                 }
 234                 trap_fatal(frame);
 235         }
 236
 237         if (sig != 0) {
 238                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 239                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 240                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 241                 ksi.ksi_signo = sig;
 242                 ksi.ksi_code = type; /* XXX, not POSIX */
 243                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 244                 ksi.ksi_trapno = type;
 245                 trapsignal(td, &ksi);
 246         }
 247
 248         userret(td, frame);
 249         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 250 }
 251
 252 static void
 253 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 254 {
 255
 256         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 257 #ifdef KDB
 258         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 259             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 260                 return;
 261 #endif
 262         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 263 }
 264
 265 static void
 266 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 267 {
 268         register_t va = 0;
 269
 270         printf("\n");
 271         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 272             user ? "user" : "kernel");
 273         printf("\n");
 274         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector, trapname(vector));
 275
 276         switch (vector) {
 277         case EXC_DTMISS:
 278         case EXC_DSI:
 279                 va = frame->cpu.booke.dear;
 280                 break;
 281
 282         case EXC_ITMISS:
 283         case EXC_ISI:
 284                 va = frame->srr0;
 285                 break;
 286         }
 287
 288         printf("   virtual address = 0x%08x\n", va);
 289         printf("   srr0            = 0x%08x\n", frame->srr0);
 290         printf("   srr1            = 0x%08x\n", frame->srr1);
 291         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 292         if (curthread != NULL)
 293                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 294                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
 295         printf("\n");
 296 }
 297
 298 /*
 299  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 300  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 301  */
 302 static int
 303 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 304 {
 305         struct          thread *td;
 306         faultbuf        *fb;
 307
 308         td = curthread;
 309         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 310         if (fb != NULL) {
 311                 frame->srr0 = (*fb)[FAULTBUF_LR];
 312                 frame->fixreg[1] = (*fb)[FAULTBUF_R1];
 313                 frame->fixreg[2] = (*fb)[FAULTBUF_R2];
 314                 frame->fixreg[3] = 1;
 315                 frame->cr = (*fb)[FAULTBUF_CR];
 316                 frame->ctr = (*fb)[FAULTBUF_CTR];
 317                 frame->xer = (*fb)[FAULTBUF_XER];
 318                 bcopy(&(*fb)[FAULTBUF_R13], &frame->fixreg[13],
 319                     19 * sizeof(register_t));
 320                 return (1);
 321         }
 322         return (0);
 323 }
 324
 325 int
 326 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 327 {
 328         struct proc *p;
 329         struct trapframe *frame;
 330         caddr_t params;
 331         int error, n;
 332
 333         p = td->td_proc;
 334         frame = td->td_frame;
 335
 336         sa->code = frame->fixreg[0];
 337         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 338         n = NARGREG;
 339
 340         if (sa->code == SYS_syscall) {
 341                 /*
 342                  * code is first argument,
 343                  * followed by actual args.
 344                  */
 345                 sa->code = *(u_int *) params;
 346                 params += sizeof(register_t);
 347                 n -= 1;
 348         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
 349                 /*
 350                  * Like syscall, but code is a quad,
 351                  * so as to maintain quad alignment
 352                  * for the rest of the args.
 353                  */
 354                 params += sizeof(register_t);
 355                 sa->code = *(u_int *) params;
 356                 params += sizeof(register_t);
 357                 n -= 2;
 358         }
 359
 360         if (p->p_sysent->sv_mask)
 361                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 362         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 363                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 364         else
 365                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 366         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 367
 368         bcopy(params, sa->args, n * sizeof(register_t));
 369         if (sa->narg > n) {
 370                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), sa->args + n,
 371                     (sa->narg - n) * sizeof(register_t));
 372         } else
 373                 error = 0;
 374
 375         if (error == 0) {
 376                 td->td_retval[0] = 0;
 377                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 378         }
 379         return (error);
 380 }
 381
 382 void
 383 syscall(struct trapframe *frame)
 384 {
 385         struct thread *td;
 386         struct syscall_args sa;
 387         int error;
 388
 389         td = PCPU_GET(curthread);
 390         td->td_frame = frame;
 391
 392         error = syscallenter(td, &sa);
 393         syscallret(td, error, &sa);
 394 }
 395
 396 static int
 397 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 398 {
 399         vm_offset_t     eva, va;
 400         struct          thread *td;
 401         struct          proc *p;
 402         vm_map_t        map;
 403         vm_prot_t       ftype;
 404         int             rv;
 405
 406         td = curthread;
 407         p = td->td_proc;
 408
 409         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 410                 eva = frame->srr0;
 411                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 412
 413         } else {
 414                 eva = frame->cpu.booke.dear;
 415                 if (frame->cpu.booke.esr & ESR_ST)
 416                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 417                 else
 418                         ftype = VM_PROT_READ;
 419         }
 420
 421         if (user) {
 422                 KASSERT(p->p_vmspace != NULL, ("trap_pfault: vmspace  NULL"));
 423                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 424         } else {
 425                 if (eva < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 426
 427                         if (p->p_vmspace == NULL)
 428                                 return (SIGSEGV);
 429
 430                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 431
 432                 } else {
 433                         map = kernel_map;
 434                 }
 435         }
 436         va = trunc_page(eva);
 437
 438         if (map != kernel_map) {
 439                 /*
 440                  * Keep swapout from messing with us during this
 441                  *      critical time.
 442                  */
 443                 PROC_LOCK(p);
 444                 ++p->p_lock;
 445                 PROC_UNLOCK(p);
 446
 447                 /* Fault in the user page: */
 448                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 449                     (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY : VM_FAULT_NORMAL);
 450
 451                 PROC_LOCK(p);
 452                 --p->p_lock;
 453                 PROC_UNLOCK(p);
 454         } else {
 455                 /*
 456                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 457                  * kernel.
 458                  */
 459                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 460         }
 461
 462         if (rv == KERN_SUCCESS)
 463                 return (0);
 464
 465         if (!user && handle_onfault(frame))
 466                 return (0);
 467
 468         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 469 }
 470
 471 int
 472 badaddr(void *addr, size_t size)
 473 {
 474
 475         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 476 }
 477
 478 int
 479 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 480 {
 481         struct thread   *td;
 482         faultbuf        env;
 483         int             x;
 484
 485         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 486         __asm __volatile ("sync; isync");
 487
 488         td = PCPU_GET(curthread);
 489
 490         if (setfault(env)) {
 491                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 492                 __asm __volatile ("sync");
 493                 return (1);
 494         }
 495
 496         __asm __volatile ("sync");
 497
 498         switch (size) {
 499         case 1:
 500                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 501                 break;
 502         case 2:
 503                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 504                 break;
 505         case 4:
 506                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 507                 break;
 508         default:
 509                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 510         }
 511
 512         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 513         __asm __volatile ("sync; isync");
 514
 515         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 516         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 517
 518         /* Use the value to avoid reorder. */
 519         if (rptr)
 520                 *rptr = x;
 521
 522         return (0);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 527  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 528  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 529  */
 530
 531 static int
 532 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 533 {
 534 #if 0
 535         struct thread   *fputhread;
 536         int             indicator, reg;
 537         double          *fpr;
 538
 539         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 540
 541         switch (indicator) {
 542         case EXC_ALI_LFD:
 543         case EXC_ALI_STFD:
 544                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 545                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 546                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 547                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 548                  * the FPRs, and that their current state is in
 549                  * the PCB.
 550                  */
 551                 if (fputhread != td) {
 552                         if (fputhread)
 553                                 save_fpu(fputhread);
 554                         enable_fpu(td);
 555                 }
 556                 save_fpu(td);
 557
 558                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 559                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 560                             sizeof(double)) != 0)
 561                                 return -1;
 562                         enable_fpu(td);
 563                 } else {
 564                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 565                             sizeof(double)) != 0)
 566                                 return -1;
 567                 }
 568                 return 0;
 569                 break;
 570         }
 571
 572 #endif
 573         return (-1);
 574 }
 575
 576 #ifdef KDB
 577 int db_trap_glue(struct trapframe *);
 578 int
 579 db_trap_glue(struct trapframe *tf)
 580 {
 581         if (!(tf->srr1 & PSL_PR))
 582                 return (kdb_trap(tf->exc, 0, tf));
 583         return (0);
 584 }
 585 #endif