sys/i386/i386/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1994, David Greenman
   3  * Copyright (c) 1990, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * the University of Utah, and William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)trap.c        7.4 (Berkeley) 5/13/91
  38  */
  39
  40 #include <sys/cdefs.h>
  41 __FBSDID("$FreeBSD$");
  42
  43 /*
  44  * 386 Trap and System call handling
  45  */
  46
  47 #include "opt_clock.h"
  48 #include "opt_cpu.h"
  49 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  50 #include "opt_isa.h"
  51 #include "opt_kdb.h"
  52 #include "opt_kdtrace.h"
  53 #include "opt_npx.h"
  54 #include "opt_trap.h"
  55
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/bus.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/pioctl.h>
  61 #include <sys/ptrace.h>
  62 #include <sys/kdb.h>
  63 #include <sys/kernel.h>
  64 #include <sys/ktr.h>
  65 #include <sys/lock.h>
  66 #include <sys/mutex.h>
  67 #include <sys/resourcevar.h>
  68 #include <sys/signalvar.h>
  69 #include <sys/syscall.h>
  70 #include <sys/sysctl.h>
  71 #include <sys/sysent.h>
  72 #include <sys/uio.h>
  73 #include <sys/vmmeter.h>
  74 #ifdef HWPMC_HOOKS
  75 #include <sys/pmckern.h>
  76 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, all);
  77 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, read);
  78 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, write);
  79 #endif
  80 #include <security/audit/audit.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/vm_param.h>
  84 #include <vm/pmap.h>
  85 #include <vm/vm_kern.h>
  86 #include <vm/vm_map.h>
  87 #include <vm/vm_page.h>
  88 #include <vm/vm_extern.h>
  89
  90 #include <machine/cpu.h>
  91 #include <machine/intr_machdep.h>
  92 #include <x86/mca.h>
  93 #include <machine/md_var.h>
  94 #include <machine/pcb.h>
  95 #ifdef SMP
  96 #include <machine/smp.h>
  97 #endif
  98 #include <machine/tss.h>
  99 #include <machine/vm86.h>
 100
 101 #ifdef POWERFAIL_NMI
 102 #include <sys/syslog.h>
 103 #include <machine/clock.h>
 104 #endif
 105
 106 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 107 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 108
 109 /*
 110  * This is a hook which is initialised by the dtrace module
 111  * to handle traps which might occur during DTrace probe
 112  * execution.
 113  */
 114 dtrace_trap_func_t      dtrace_trap_func;
 115
 116 dtrace_doubletrap_func_t        dtrace_doubletrap_func;
 117
 118 /*
 119  * This is a hook which is initialised by the systrace module
 120  * when it is loaded. This keeps the DTrace syscall provider
 121  * implementation opaque.
 122  */
 123 systrace_probe_func_t   systrace_probe_func;
 124
 125 /*
 126  * These hooks are necessary for the pid and usdt providers.
 127  */
 128 dtrace_pid_probe_ptr_t          dtrace_pid_probe_ptr;
 129 dtrace_return_probe_ptr_t       dtrace_return_probe_ptr;
 130 #endif
 131
 132 extern void trap(struct trapframe *frame);
 133 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 134
 135 static int trap_pfault(struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 136 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 137 void dblfault_handler(void);
 138
 139 extern inthand_t IDTVEC(lcall_syscall);
 140
 141 #define MAX_TRAP_MSG            32
 142 static char *trap_msg[] = {
 143         "",                                     /*  0 unused */
 144         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 145         "",                                     /*  2 unused */
 146         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 147         "",                                     /*  4 unused */
 148         "",                                     /*  5 unused */
 149         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 150         "",                                     /*  7 unused */
 151         "",                                     /*  8 unused */
 152         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 153         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 154         "",                                     /* 11 unused */
 155         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 156         "",                                     /* 13 unused */
 157         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 158         "",                                     /* 15 unused */
 159         "",                                     /* 16 unused */
 160         "",                                     /* 17 unused */
 161         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 162         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 163         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 164         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 165         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 166         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 167         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 168         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 169         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 170         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 171         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 172         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 173         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 174         "",                                     /* 31 unused (reserved) */
 175         "DTrace pid return trap",               /* 32 T_DTRACE_RET */
 176 };
 177
 178 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 179 extern int has_f00f_bug;
 180 #endif
 181
 182 #ifdef KDB
 183 static int kdb_on_nmi = 1;
 184 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 185         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 186 TUNABLE_INT("machdep.kdb_on_nmi", &kdb_on_nmi);
 187 #endif
 188 static int panic_on_nmi = 1;
 189 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 190         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 191 TUNABLE_INT("machdep.panic_on_nmi", &panic_on_nmi);
 192 static int prot_fault_translation = 0;
 193 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 194         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 195 static int uprintf_signal;
 196 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, uprintf_signal, CTLFLAG_RW,
 197     &uprintf_signal, 0,
 198     "Print debugging information on trap signal to ctty");
 199
 200 /*
 201  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 202  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 203  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 204  * frame after the exception has been processed.
 205  */
 206
 207 void
 208 trap(struct trapframe *frame)
 209 {
 210         struct thread *td = curthread;
 211         struct proc *p = td->td_proc;
 212         int i = 0, ucode = 0, code;
 213         u_int type;
 214         register_t addr = 0;
 215         vm_offset_t eva;
 216         ksiginfo_t ksi;
 217 #ifdef POWERFAIL_NMI
 218         static int lastalert = 0;
 219 #endif
 220
 221         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 222         type = frame->tf_trapno;
 223
 224 #ifdef SMP
 225         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 226         if (type == T_NMI) {
 227                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 228                            goto out;
 229         }
 230 #endif /* SMP */
 231
 232 #ifdef KDB
 233         if (kdb_active) {
 234                 kdb_reenter();
 235                 goto out;
 236         }
 237 #endif
 238
 239         if (type == T_RESERVED) {
 240                 trap_fatal(frame, 0);
 241                 goto out;
 242         }
 243
 244 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 245         /*
 246          * CPU PMCs interrupt using an NMI so we check for that first.
 247          * If the HWPMC module is active, 'pmc_hook' will point to
 248          * the function to be called.  A return value of '1' from the
 249          * hook means that the NMI was handled by it and that we can
 250          * return immediately.
 251          */
 252         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 253             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 254             goto out;
 255 #endif
 256
 257         if (type == T_MCHK) {
 258                 mca_intr();
 259                 goto out;
 260         }
 261
 262 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 263         /*
 264          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 265          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 266          * a flag in it's per-cpu flags to indicate that it doesn't
 267          * want to fault. On returning from the probe, the no-fault
 268          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 269          *
 270          * If the DTrace kernel module has registered a trap handler,
 271          * call it and if it returns non-zero, assume that it has
 272          * handled the trap and modified the trap frame so that this
 273          * function can return normally.
 274          */
 275         if (type == T_DTRACE_RET || type == T_BPTFLT) {
 276                 struct reg regs;
 277
 278                 fill_frame_regs(frame, &regs);
 279                 if (type == T_BPTFLT &&
 280                     dtrace_pid_probe_ptr != NULL &&
 281                     dtrace_pid_probe_ptr(&regs) == 0)
 282                         goto out;
 283                 if (type == T_DTRACE_RET &&
 284                     dtrace_return_probe_ptr != NULL &&
 285                     dtrace_return_probe_ptr(&regs) == 0)
 286                         goto out;
 287         }
 288         if ((type == T_PROTFLT || type == T_PAGEFLT) &&
 289             dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, type))
 290                 goto out;
 291 #endif
 292
 293         if ((frame->tf_eflags & PSL_I) == 0) {
 294                 /*
 295                  * Buggy application or kernel code has disabled
 296                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 297                  * now is wrong, but it is better than running with
 298                  * interrupts disabled until they are accidentally
 299                  * enabled later.
 300                  */
 301                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL || (frame->tf_eflags & PSL_VM))
 302                         uprintf(
 303                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 304                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 305                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP &&
 306                          frame->tf_eip != (int)cpu_switch_load_gs) {
 307                         /*
 308                          * XXX not quite right, since this may be for a
 309                          * multiple fault in user mode.
 310                          */
 311                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 312                             type);
 313                         /*
 314                          * Page faults need interrupts disabled until later,
 315                          * and we shouldn't enable interrupts while holding
 316                          * a spin lock or if servicing an NMI.
 317                          */
 318                         if (type != T_NMI && type != T_PAGEFLT &&
 319                             td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 320                                 enable_intr();
 321                 }
 322         }
 323         eva = 0;
 324         code = frame->tf_err;
 325         if (type == T_PAGEFLT) {
 326                 /*
 327                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by
 328                  * interrupts.  This problem is worked around by using
 329                  * an interrupt gate for the pagefault handler.  We
 330                  * are finally ready to read %cr2 and conditionally
 331                  * reenable interrupts.  If we hold a spin lock, then
 332                  * we must not reenable interrupts.  This might be a
 333                  * spurious page fault.
 334                  */
 335                 eva = rcr2();
 336                 if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 337                         enable_intr();
 338         }
 339
 340         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) ||
 341             ((frame->tf_eflags & PSL_VM) &&
 342                 !(curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL))) {
 343                 /* user trap */
 344
 345                 td->td_pticks = 0;
 346                 td->td_frame = frame;
 347                 addr = frame->tf_eip;
 348                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 349                         cred_update_thread(td);
 350
 351                 switch (type) {
 352                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 353                         i = SIGILL;
 354                         ucode = ILL_PRVOPC;
 355                         break;
 356
 357                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 358                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 359                         enable_intr();
 360                         frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 361                         i = SIGTRAP;
 362                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 363                         break;
 364
 365                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 366 #ifdef DEV_NPX
 367                         ucode = npxtrap_x87();
 368                         if (ucode == -1)
 369                                 goto userout;
 370 #else
 371                         ucode = 0;
 372 #endif
 373                         i = SIGFPE;
 374                         break;
 375
 376                         /*
 377                          * The following two traps can happen in
 378                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 379                          * them specially.
 380                          */
 381                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 382                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 383                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 384                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 385                                 if (i == 0)
 386                                         goto user;
 387                                 break;
 388                         }
 389                         i = SIGBUS;
 390                         ucode = (type == T_PROTFLT) ? BUS_OBJERR : BUS_ADRERR;
 391                         break;
 392                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 393                         i = SIGBUS;
 394                         ucode = BUS_ADRERR;
 395                         break;
 396                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 397                         i = SIGBUS;
 398                         ucode = BUS_OBJERR;
 399                         break;
 400                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 401                 default:
 402                         i = SIGBUS;
 403                         ucode = BUS_OBJERR;
 404                         break;
 405
 406                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 407
 408                         i = trap_pfault(frame, TRUE, eva);
 409 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 410                         if (i == -2) {
 411                                 /*
 412                                  * The f00f hack workaround has triggered, so
 413                                  * treat the fault as an illegal instruction
 414                                  * (T_PRIVINFLT) instead of a page fault.
 415                                  */
 416                                 type = frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 417
 418                                 /* Proceed as in that case. */
 419                                 ucode = ILL_PRVOPC;
 420                                 i = SIGILL;
 421                                 break;
 422                         }
 423 #endif
 424                         if (i == -1)
 425                                 goto userout;
 426                         if (i == 0)
 427                                 goto user;
 428
 429                         if (i == SIGSEGV)
 430                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 431                         else {
 432                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 433                                         /*
 434                                          * Autodetect.
 435                                          * This check also covers the images
 436                                          * without the ABI-tag ELF note.
 437                                          */
 438                                         if (SV_CURPROC_ABI() == SV_ABI_FREEBSD
 439                                             && p->p_osrel >= P_OSREL_SIGSEGV) {
 440                                                 i = SIGSEGV;
 441                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 442                                         } else {
 443                                                 i = SIGBUS;
 444                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 445                                         }
 446                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 447                                         /*
 448                                          * Always compat mode.
 449                                          */
 450                                         i = SIGBUS;
 451                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 452                                 } else {
 453                                         /*
 454                                          * Always SIGSEGV mode.
 455                                          */
 456                                         i = SIGSEGV;
 457                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 458                                 }
 459                         }
 460                         addr = eva;
 461                         break;
 462
 463                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 464                         ucode = FPE_INTDIV;
 465                         i = SIGFPE;
 466                         break;
 467
 468 #ifdef DEV_ISA
 469                 case T_NMI:
 470 #ifdef POWERFAIL_NMI
 471 #ifndef TIMER_FREQ
 472 #  define TIMER_FREQ 1193182
 473 #endif
 474                         if (time_second - lastalert > 10) {
 475                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 476                                 sysbeep(880, hz);
 477                                 lastalert = time_second;
 478                         }
 479                         goto userout;
 480 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 481                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 482                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 483 #ifdef KDB
 484                                 /*
 485                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 486                                  * for debugging.
 487                                  */
 488                                 if (kdb_on_nmi) {
 489                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 490                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 491                                 }
 492 #endif /* KDB */
 493                                 goto userout;
 494                         } else if (panic_on_nmi)
 495                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 496                         break;
 497 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 498 #endif /* DEV_ISA */
 499
 500                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 501                         ucode = FPE_INTOVF;
 502                         i = SIGFPE;
 503                         break;
 504
 505                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 506                         ucode = FPE_FLTSUB;
 507                         i = SIGFPE;
 508                         break;
 509
 510                 case T_DNA:
 511 #ifdef DEV_NPX
 512                         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 513                             ("kernel FPU ctx has leaked"));
 514                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 515                         if (npxdna())
 516                                 goto userout;
 517 #endif
 518                         uprintf("pid %d killed due to lack of floating point\n",
 519                                 p->p_pid);
 520                         i = SIGKILL;
 521                         ucode = 0;
 522                         break;
 523
 524                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 525                         ucode = ILL_COPROC;
 526                         i = SIGILL;
 527                         break;
 528
 529                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 530 #if defined(DEV_NPX) && !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
 531                         ucode = npxtrap_sse();
 532                         if (ucode == -1)
 533                                 goto userout;
 534 #else
 535                         ucode = 0;
 536 #endif
 537                         i = SIGFPE;
 538                         break;
 539                 }
 540         } else {
 541                 /* kernel trap */
 542
 543                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 544                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 545                 switch (type) {
 546                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 547                         (void) trap_pfault(frame, FALSE, eva);
 548                         goto out;
 549
 550                 case T_DNA:
 551 #ifdef DEV_NPX
 552                         KASSERT(!PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 553                             ("Unregistered use of FPU in kernel"));
 554                         if (npxdna())
 555                                 goto out;
 556 #endif
 557                         break;
 558
 559                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 560                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 561                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 562                         /*
 563                          * XXXKIB for now disable any FPU traps in kernel
 564                          * handler registration seems to be overkill
 565                          */
 566                         trap_fatal(frame, 0);
 567                         goto out;
 568
 569                         /*
 570                          * The following two traps can happen in
 571                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 572                          * them specially.
 573                          */
 574                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 575                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 576                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 577                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 578                                 if (i != 0)
 579                                         /*
 580                                          * returns to original process
 581                                          */
 582                                         vm86_trap((struct vm86frame *)frame);
 583                                 goto out;
 584                         }
 585                         if (type == T_STKFLT)
 586                                 break;
 587
 588                         /* FALL THROUGH */
 589
 590                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 591                         if (curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)
 592                                 break;
 593
 594                         /*
 595                          * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 596                          * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 597                          * underlying LDT entry.  This causes a fault
 598                          * in kernel mode when the kernel attempts to
 599                          * switch contexts.  Lose the bad context
 600                          * (XXX) so that we can continue, and generate
 601                          * a signal.
 602                          */
 603                         if (frame->tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 604                                 curpcb->pcb_gs = 0;
 605 #if 0
 606                                 PROC_LOCK(p);
 607                                 kern_psignal(p, SIGBUS);
 608                                 PROC_UNLOCK(p);
 609 #endif
 610                                 goto out;
 611                         }
 612
 613                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 614                                 break;
 615
 616                         /*
 617                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 618                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 619                          * This causes a fault in kernel mode when the
 620                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 621                          * to get this fault so that we can fix the
 622                          * problem here and not have to check all the
 623                          * selectors and pointers when the user changes
 624                          * them.
 625                          */
 626                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_iret) {
 627                                 frame->tf_eip = (int)doreti_iret_fault;
 628                                 goto out;
 629                         }
 630                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_ds) {
 631                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_ds_fault;
 632                                 goto out;
 633                         }
 634                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_es) {
 635                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_es_fault;
 636                                 goto out;
 637                         }
 638                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_fs) {
 639                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_fs_fault;
 640                                 goto out;
 641                         }
 642                         if (curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 643                                 frame->tf_eip =
 644                                     (int)curpcb->pcb_onfault;
 645                                 goto out;
 646                         }
 647                         break;
 648
 649                 case T_TSSFLT:
 650                         /*
 651                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 652                          * automatically when the kernel is entered.  This
 653                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 654                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 655                          * want to get this fault so that we can fix the
 656                          * problem here and not every time the kernel is
 657                          * entered.
 658                          */
 659                         if (frame->tf_eflags & PSL_NT) {
 660                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_NT;
 661                                 goto out;
 662                         }
 663                         break;
 664
 665                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 666                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall)) {
 667                                 /*
 668                                  * We've just entered system mode via the
 669                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 670                                  * silently until the syscall handler has
 671                                  * saved the flags.
 672                                  */
 673                                 goto out;
 674                         }
 675                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall) + 1) {
 676                                 /*
 677                                  * The syscall handler has now saved the
 678                                  * flags.  Stop single stepping it.
 679                                  */
 680                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 681                                 goto out;
 682                         }
 683                         /*
 684                          * Ignore debug register trace traps due to
 685                          * accesses in the user's address space, which
 686                          * can happen under several conditions such as
 687                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 688                          * then passes that buffer to a system call.
 689                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 690                          * in kernel space because that is useful when
 691                          * debugging the kernel.
 692                          */
 693                         if (user_dbreg_trap() &&
 694                            !(curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)) {
 695                                 /*
 696                                  * Reset breakpoint bits because the
 697                                  * processor doesn't
 698                                  */
 699                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 700                                 goto out;
 701                         }
 702                         /*
 703                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 704                          */
 705                 case T_BPTFLT:
 706                         /*
 707                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 708                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 709                          */
 710 #ifdef KDB
 711                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 712                                 goto out;
 713 #endif
 714                         break;
 715
 716 #ifdef DEV_ISA
 717                 case T_NMI:
 718 #ifdef POWERFAIL_NMI
 719                         if (time_second - lastalert > 10) {
 720                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 721                                 sysbeep(880, hz);
 722                                 lastalert = time_second;
 723                         }
 724                         goto out;
 725 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 726                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 727                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 728 #ifdef KDB
 729                                 /*
 730                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 731                                  * for debugging.
 732                                  */
 733                                 if (kdb_on_nmi) {
 734                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 735                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 736                                 }
 737 #endif /* KDB */
 738                                 goto out;
 739                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 740                                 goto out;
 741                         /* FALLTHROUGH */
 742 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 743 #endif /* DEV_ISA */
 744                 }
 745
 746                 trap_fatal(frame, eva);
 747                 goto out;
 748         }
 749
 750         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 751         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 752                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 753
 754         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 755         ksi.ksi_signo = i;
 756         ksi.ksi_code = ucode;
 757         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 758         ksi.ksi_trapno = type;
 759         if (uprintf_signal) {
 760                 uprintf("pid %d comm %s: signal %d err %x code %d type %d "
 761                     "addr 0x%x esp 0x%08x eip 0x%08x "
 762                     "<%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x>\n",
 763                     p->p_pid, p->p_comm, i, frame->tf_err, ucode, type, addr,
 764                     frame->tf_esp, frame->tf_eip,
 765                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 0)),
 766                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 1)),
 767                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 2)),
 768                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 3)),
 769                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 4)),
 770                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 5)),
 771                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 6)),
 772                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 7)));
 773         }
 774         KASSERT((read_eflags() & PSL_I) != 0, ("interrupts disabled"));
 775         trapsignal(td, &ksi);
 776
 777 #ifdef DEBUG
 778         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 779                 uprintf("fatal process exception: %s",
 780                         trap_msg[type]);
 781                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 782                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 783                 uprintf("\n");
 784         }
 785 #endif
 786
 787 user:
 788         userret(td, frame);
 789         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 790         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 791             ("Return from trap with kernel FPU ctx leaked"));
 792 userout:
 793 out:
 794         return;
 795 }
 796
 797 static int
 798 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 799         struct trapframe *frame;
 800         int usermode;
 801         vm_offset_t eva;
 802 {
 803         vm_offset_t va;
 804         struct vmspace *vm = NULL;
 805         vm_map_t map;
 806         int rv = 0;
 807         vm_prot_t ftype;
 808         struct thread *td = curthread;
 809         struct proc *p = td->td_proc;
 810
 811         if (__predict_false((td->td_pflags & TDP_NOFAULTING) != 0)) {
 812                 /*
 813                  * Due to both processor errata and lazy TLB invalidation when
 814                  * access restrictions are removed from virtual pages, memory
 815                  * accesses that are allowed by the physical mapping layer may
 816                  * nonetheless cause one spurious page fault per virtual page.
 817                  * When the thread is executing a "no faulting" section that
 818                  * is bracketed by vm_fault_{disable,enable}_pagefaults(),
 819                  * every page fault is treated as a spurious page fault,
 820                  * unless it accesses the same virtual address as the most
 821                  * recent page fault within the same "no faulting" section.
 822                  */
 823                 if (td->td_md.md_spurflt_addr != eva ||
 824                     (td->td_pflags & TDP_RESETSPUR) != 0) {
 825                         /*
 826                          * Do nothing to the TLB.  A stale TLB entry is
 827                          * flushed automatically by a page fault.
 828                          */
 829                         td->td_md.md_spurflt_addr = eva;
 830                         td->td_pflags &= ~TDP_RESETSPUR;
 831                         return (0);
 832                 }
 833         } else {
 834                 /*
 835                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 836                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 837                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 838                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 839                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 840                  * to the debugger.
 841                  *
 842                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 843                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 844                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 845                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 846                  * fatal trap handling directly.
 847                  */
 848                 if (td->td_critnest != 0 ||
 849                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 850                     "Kernel page fault") != 0) {
 851                         trap_fatal(frame, eva);
 852                         return (-1);
 853                 }
 854         }
 855         va = trunc_page(eva);
 856         if (va >= KERNBASE) {
 857                 /*
 858                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 859                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 860                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 861                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 862                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 863                  * fault.
 864                  */
 865 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 866                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug)
 867                         return -2;
 868 #endif
 869                 if (usermode)
 870                         goto nogo;
 871
 872                 map = kernel_map;
 873         } else {
 874                 /*
 875                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 876                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 877                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 878                  */
 879                 if (p != NULL)
 880                         vm = p->p_vmspace;
 881
 882                 if (vm == NULL)
 883                         goto nogo;
 884
 885                 map = &vm->vm_map;
 886                 if (!usermode && (td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 887                     curpcb->pcb_onfault == NULL)) {
 888                         trap_fatal(frame, eva);
 889                         return (-1);
 890                 }
 891         }
 892
 893         /*
 894          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 895          * supported and enabled.
 896          */
 897         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 898                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 899 #ifdef PAE
 900         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 901                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 902 #endif
 903         else
 904                 ftype = VM_PROT_READ;
 905
 906         if (map != kernel_map) {
 907                 /*
 908                  * Keep swapout from messing with us during this
 909                  *      critical time.
 910                  */
 911                 PROC_LOCK(p);
 912                 ++p->p_lock;
 913                 PROC_UNLOCK(p);
 914
 915                 /* Fault in the user page: */
 916                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 917
 918                 PROC_LOCK(p);
 919                 --p->p_lock;
 920                 PROC_UNLOCK(p);
 921         } else {
 922                 /*
 923                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 924                  * kernel.
 925                  */
 926                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 927         }
 928         if (rv == KERN_SUCCESS) {
 929 #ifdef HWPMC_HOOKS
 930                 if (ftype == VM_PROT_READ || ftype == VM_PROT_WRITE) {
 931                         PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, all, frame);
 932                         if (ftype == VM_PROT_READ)
 933                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, read,
 934                                     frame);
 935                         else
 936                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, write,
 937                                     frame);
 938                 }
 939 #endif
 940                 return (0);
 941         }
 942 nogo:
 943         if (!usermode) {
 944                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 945                     curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 946                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 947                         return (0);
 948                 }
 949                 trap_fatal(frame, eva);
 950                 return (-1);
 951         }
 952
 953         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 954 }
 955
 956 static void
 957 trap_fatal(frame, eva)
 958         struct trapframe *frame;
 959         vm_offset_t eva;
 960 {
 961         int code, ss, esp;
 962         u_int type;
 963         struct soft_segment_descriptor softseg;
 964         char *msg;
 965
 966         code = frame->tf_err;
 967         type = frame->tf_trapno;
 968         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 969
 970         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 971                 msg = trap_msg[type];
 972         else
 973                 msg = "UNKNOWN";
 974         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
 975             frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 976             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 977 #ifdef SMP
 978         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 979         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 980         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 981 #endif
 982         if (type == T_PAGEFLT) {
 983                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 984                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 985                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 986                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 987                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 988         }
 989         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 990                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 991         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 992                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 993                 esp = frame->tf_esp;
 994         } else {
 995                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 996                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 997         }
 998         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 999         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
1000         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
1001                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
1002         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
1003                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
1004                softseg.ssd_gran);
1005         printf("processor eflags        = ");
1006         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
1007                 printf("trace trap, ");
1008         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
1009                 printf("interrupt enabled, ");
1010         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
1011                 printf("nested task, ");
1012         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
1013                 printf("resume, ");
1014         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
1015                 printf("vm86, ");
1016         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
1017         printf("current process         = ");
1018         if (curproc) {
1019                 printf("%lu (%s)\n", (u_long)curproc->p_pid, curthread->td_name);
1020         } else {
1021                 printf("Idle\n");
1022         }
1023
1024 #ifdef KDB
1025         if (debugger_on_panic || kdb_active) {
1026                 frame->tf_err = eva;    /* smuggle fault address to ddb */
1027                 if (kdb_trap(type, 0, frame)) {
1028                         frame->tf_err = code;   /* restore error code */
1029                         return;
1030                 }
1031                 frame->tf_err = code;           /* restore error code */
1032         }
1033 #endif
1034         printf("trap number             = %d\n", type);
1035         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1036                 panic("%s", trap_msg[type]);
1037         else
1038                 panic("unknown/reserved trap");
1039 }
1040
1041 /*
1042  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
1043  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
1044  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
1045  * for example).
1046  *
1047  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
1048  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
1049  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
1050  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
1051  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
1052  */
1053 void
1054 dblfault_handler()
1055 {
1056 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1057         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
1058                 (*dtrace_doubletrap_func)();
1059 #endif
1060         printf("\nFatal double fault:\n");
1061         printf("eip = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_eip));
1062         printf("esp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_esp));
1063         printf("ebp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_ebp));
1064 #ifdef SMP
1065         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1066         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
1067         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
1068 #endif
1069         panic("double fault");
1070 }
1071
1072 int
1073 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
1074 {
1075         struct proc *p;
1076         struct trapframe *frame;
1077         caddr_t params;
1078         int error;
1079
1080         p = td->td_proc;
1081         frame = td->td_frame;
1082
1083         params = (caddr_t)frame->tf_esp + sizeof(int);
1084         sa->code = frame->tf_eax;
1085
1086         /*
1087          * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1088          */
1089         if (sa->code == SYS_syscall) {
1090                 /*
1091                  * Code is first argument, followed by actual args.
1092                  */
1093                 sa->code = fuword(params);
1094                 params += sizeof(int);
1095         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
1096                 /*
1097                  * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1098                  * quad alignment for the rest of the arguments.
1099                  */
1100                 sa->code = fuword(params);
1101                 params += sizeof(quad_t);
1102         }
1103
1104         if (p->p_sysent->sv_mask)
1105                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
1106         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
1107                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1108         else
1109                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
1110         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
1111
1112         if (params != NULL && sa->narg != 0)
1113                 error = copyin(params, (caddr_t)sa->args,
1114                     (u_int)(sa->narg * sizeof(int)));
1115         else
1116                 error = 0;
1117
1118         if (error == 0) {
1119                 td->td_retval[0] = 0;
1120                 td->td_retval[1] = frame->tf_edx;
1121         }
1122
1123         return (error);
1124 }
1125
1126 #include "../../kern/subr_syscall.c"
1127
1128 /*
1129  * syscall - system call request C handler.  A system call is
1130  * essentially treated as a trap by reusing the frame layout.
1131  */
1132 void
1133 syscall(struct trapframe *frame)
1134 {
1135         struct thread *td;
1136         struct syscall_args sa;
1137         register_t orig_tf_eflags;
1138         int error;
1139         ksiginfo_t ksi;
1140
1141 #ifdef DIAGNOSTIC
1142         if (ISPL(frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
1143                 panic("syscall");
1144                 /* NOT REACHED */
1145         }
1146 #endif
1147         orig_tf_eflags = frame->tf_eflags;
1148
1149         td = curthread;
1150         td->td_frame = frame;
1151
1152         error = syscallenter(td, &sa);
1153
1154         /*
1155          * Traced syscall.
1156          */
1157         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1158                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
1159                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
1160                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
1161                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
1162                 ksi.ksi_addr = (void *)frame->tf_eip;
1163                 trapsignal(td, &ksi);
1164         }
1165
1166         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
1167             ("System call %s returning with kernel FPU ctx leaked",
1168              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1169         KASSERT(td->td_pcb->pcb_save == &td->td_pcb->pcb_user_save,
1170             ("System call %s returning with mangled pcb_save",
1171              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1172
1173         syscallret(td, error, &sa);
1174 }