sys/amd64/amd64/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  * AMD64 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
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/bus.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/proc.h>
  58 #include <sys/pioctl.h>
  59 #include <sys/ptrace.h>
  60 #include <sys/kdb.h>
  61 #include <sys/kernel.h>
  62 #include <sys/ktr.h>
  63 #include <sys/lock.h>
  64 #include <sys/mutex.h>
  65 #include <sys/resourcevar.h>
  66 #include <sys/signalvar.h>
  67 #include <sys/syscall.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69 #include <sys/sysent.h>
  70 #include <sys/uio.h>
  71 #include <sys/vmmeter.h>
  72 #ifdef HWPMC_HOOKS
  73 #include <sys/pmckern.h>
  74 #endif
  75
  76 #include <vm/vm.h>
  77 #include <vm/vm_param.h>
  78 #include <vm/pmap.h>
  79 #include <vm/vm_kern.h>
  80 #include <vm/vm_map.h>
  81 #include <vm/vm_page.h>
  82 #include <vm/vm_extern.h>
  83
  84 #include <machine/cpu.h>
  85 #include <machine/intr_machdep.h>
  86 #include <x86/mca.h>
  87 #include <machine/md_var.h>
  88 #include <machine/pcb.h>
  89 #ifdef SMP
  90 #include <machine/smp.h>
  91 #endif
  92 #include <machine/tss.h>
  93
  94 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  95 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  96
  97 /*
  98  * This is a hook which is initialised by the dtrace module
  99  * to handle traps which might occur during DTrace probe
 100  * execution.
 101  */
 102 dtrace_trap_func_t      dtrace_trap_func;
 103
 104 dtrace_doubletrap_func_t        dtrace_doubletrap_func;
 105
 106 /*
 107  * This is a hook which is initialised by the systrace module
 108  * when it is loaded. This keeps the DTrace syscall provider
 109  * implementation opaque.
 110  */
 111 systrace_probe_func_t   systrace_probe_func;
 112
 113 /*
 114  * These hooks are necessary for the pid, usdt and fasttrap providers.
 115  */
 116 dtrace_fasttrap_probe_ptr_t     dtrace_fasttrap_probe_ptr;
 117 dtrace_pid_probe_ptr_t          dtrace_pid_probe_ptr;
 118 dtrace_return_probe_ptr_t       dtrace_return_probe_ptr;
 119 #endif
 120
 121 extern void trap(struct trapframe *frame);
 122 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 123 void dblfault_handler(struct trapframe *frame);
 124
 125 static int trap_pfault(struct trapframe *, int);
 126 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 127
 128 #define MAX_TRAP_MSG            33
 129 static char *trap_msg[] = {
 130         "",                                     /*  0 unused */
 131         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 132         "",                                     /*  2 unused */
 133         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 134         "",                                     /*  4 unused */
 135         "",                                     /*  5 unused */
 136         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 137         "",                                     /*  7 unused */
 138         "",                                     /*  8 unused */
 139         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 140         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 141         "",                                     /* 11 unused */
 142         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 143         "",                                     /* 13 unused */
 144         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 145         "",                                     /* 15 unused */
 146         "",                                     /* 16 unused */
 147         "",                                     /* 17 unused */
 148         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 149         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 150         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 151         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 152         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 153         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 154         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 155         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 156         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 157         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 158         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 159         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 160         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 161         "",                                     /* 31 unused (reserved) */
 162         "DTrace pid return trap",               /* 32 T_DTRACE_RET */
 163         "DTrace fasttrap probe trap",           /* 33 T_DTRACE_PROBE */
 164 };
 165
 166 #ifdef KDB
 167 static int kdb_on_nmi = 1;
 168 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 169         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 170 TUNABLE_INT("machdep.kdb_on_nmi", &kdb_on_nmi);
 171 #endif
 172 static int panic_on_nmi = 1;
 173 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 174         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 175 TUNABLE_INT("machdep.panic_on_nmi", &panic_on_nmi);
 176 static int prot_fault_translation = 0;
 177 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 178         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 179
 180 /*
 181  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 182  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 183  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 184  * frame after the exception has been processed.
 185  */
 186
 187 void
 188 trap(struct trapframe *frame)
 189 {
 190         struct thread *td = curthread;
 191         struct proc *p = td->td_proc;
 192         int i = 0, ucode = 0, code;
 193         u_int type;
 194         register_t addr = 0;
 195         ksiginfo_t ksi;
 196
 197         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 198         type = frame->tf_trapno;
 199
 200 #ifdef SMP
 201         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 202         if (type == T_NMI) {
 203                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 204                            goto out;
 205         }
 206 #endif /* SMP */
 207
 208 #ifdef KDB
 209         if (kdb_active) {
 210                 kdb_reenter();
 211                 goto out;
 212         }
 213 #endif
 214
 215         if (type == T_RESERVED) {
 216                 trap_fatal(frame, 0);
 217                 goto out;
 218         }
 219
 220 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 221         /*
 222          * CPU PMCs interrupt using an NMI.  If the PMC module is
 223          * active, pass the 'rip' value to the PMC module's interrupt
 224          * handler.  A return value of '1' from the handler means that
 225          * the NMI was handled by it and we can return immediately.
 226          */
 227         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 228             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 229                 goto out;
 230 #endif
 231
 232         if (type == T_MCHK) {
 233                 mca_intr();
 234                 goto out;
 235         }
 236
 237 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 238         /*
 239          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 240          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 241          * a flag in it's per-cpu flags to indicate that it doesn't
 242          * want to fault. On returning from the probe, the no-fault
 243          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 244          *
 245          * If the DTrace kernel module has registered a trap handler,
 246          * call it and if it returns non-zero, assume that it has
 247          * handled the trap and modified the trap frame so that this
 248          * function can return normally.
 249          */
 250         if (type == T_DTRACE_PROBE || type == T_DTRACE_RET ||
 251             type == T_BPTFLT) {
 252                 struct reg regs;
 253
 254                 fill_frame_regs(frame, &regs);
 255                 if (type == T_DTRACE_PROBE &&
 256                     dtrace_fasttrap_probe_ptr != NULL &&
 257                     dtrace_fasttrap_probe_ptr(&regs) == 0)
 258                         goto out;
 259                 else if (type == T_BPTFLT &&
 260                     dtrace_pid_probe_ptr != NULL &&
 261                     dtrace_pid_probe_ptr(&regs) == 0)
 262                         goto out;
 263                 else if (type == T_DTRACE_RET &&
 264                     dtrace_return_probe_ptr != NULL &&
 265                     dtrace_return_probe_ptr(&regs) == 0)
 266                         goto out;
 267         }
 268         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, type))
 269                 goto out;
 270 #endif
 271
 272         if ((frame->tf_rflags & PSL_I) == 0) {
 273                 /*
 274                  * Buggy application or kernel code has disabled
 275                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 276                  * now is wrong, but it is better than running with
 277                  * interrupts disabled until they are accidentally
 278                  * enabled later.
 279                  */
 280                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL)
 281                         uprintf(
 282                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 283                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 284                 else if (type != T_NMI && type != T_BPTFLT &&
 285                     type != T_TRCTRAP) {
 286                         /*
 287                          * XXX not quite right, since this may be for a
 288                          * multiple fault in user mode.
 289                          */
 290                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 291                             type);
 292
 293                         /*
 294                          * We shouldn't enable interrupts while holding a
 295                          * spin lock.
 296                          */
 297                         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 298                                 enable_intr();
 299                 }
 300         }
 301
 302         code = frame->tf_err;
 303
 304         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 305                 /* user trap */
 306
 307                 td->td_pticks = 0;
 308                 td->td_frame = frame;
 309                 addr = frame->tf_rip;
 310                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 311                         cred_update_thread(td);
 312
 313                 switch (type) {
 314                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 315                         i = SIGILL;
 316                         ucode = ILL_PRVOPC;
 317                         break;
 318
 319                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 320                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 321                         enable_intr();
 322                         frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
 323                         i = SIGTRAP;
 324                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 325                         break;
 326
 327                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 328                         ucode = fputrap();
 329                         if (ucode == -1)
 330                                 goto userout;
 331                         i = SIGFPE;
 332                         break;
 333
 334                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 335                         i = SIGBUS;
 336                         ucode = BUS_OBJERR;
 337                         break;
 338                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 339                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 340                         i = SIGBUS;
 341                         ucode = BUS_ADRERR;
 342                         break;
 343                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 344                         i = SIGBUS;
 345                         ucode = BUS_OBJERR;
 346                         break;
 347                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 348                 default:
 349                         i = SIGBUS;
 350                         ucode = BUS_OBJERR;
 351                         break;
 352
 353                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 354                         addr = frame->tf_addr;
 355                         i = trap_pfault(frame, TRUE);
 356                         if (i == -1)
 357                                 goto userout;
 358                         if (i == 0)
 359                                 goto user;
 360
 361                         if (i == SIGSEGV)
 362                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 363                         else {
 364                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 365                                         /*
 366                                          * Autodetect.
 367                                          * This check also covers the images
 368                                          * without the ABI-tag ELF note.
 369                                          */
 370                                         if (SV_CURPROC_ABI() == SV_ABI_FREEBSD
 371                                             && p->p_osrel >= P_OSREL_SIGSEGV) {
 372                                                 i = SIGSEGV;
 373                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 374                                         } else {
 375                                                 i = SIGBUS;
 376                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 377                                         }
 378                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 379                                         /*
 380                                          * Always compat mode.
 381                                          */
 382                                         i = SIGBUS;
 383                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 384                                 } else {
 385                                         /*
 386                                          * Always SIGSEGV mode.
 387                                          */
 388                                         i = SIGSEGV;
 389                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 390                                 }
 391                         }
 392                         break;
 393
 394                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 395                         ucode = FPE_INTDIV;
 396                         i = SIGFPE;
 397                         break;
 398
 399 #ifdef DEV_ISA
 400                 case T_NMI:
 401                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 402                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 403 #ifdef KDB
 404                                 /*
 405                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 406                                  * for debugging.
 407                                  */
 408                                 if (kdb_on_nmi) {
 409                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 410                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 411                                 }
 412 #endif /* KDB */
 413                                 goto userout;
 414                         } else if (panic_on_nmi)
 415                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 416                         break;
 417 #endif /* DEV_ISA */
 418
 419                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 420                         ucode = FPE_INTOVF;
 421                         i = SIGFPE;
 422                         break;
 423
 424                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 425                         ucode = FPE_FLTSUB;
 426                         i = SIGFPE;
 427                         break;
 428
 429                 case T_DNA:
 430                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 431                         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 432                             ("kernel FPU ctx has leaked"));
 433                         fpudna();
 434                         goto userout;
 435
 436                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 437                         ucode = ILL_COPROC;
 438                         i = SIGILL;
 439                         break;
 440
 441                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 442                         ucode = 0; /* XXX */
 443                         i = SIGFPE;
 444                         break;
 445                 }
 446         } else {
 447                 /* kernel trap */
 448
 449                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 450                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 451                 switch (type) {
 452                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 453                         (void) trap_pfault(frame, FALSE);
 454                         goto out;
 455
 456                 case T_DNA:
 457                         KASSERT(!PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 458                             ("Unregistered use of FPU in kernel"));
 459                         fpudna();
 460                         goto out;
 461
 462                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 463                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 464                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 465                         /*
 466                          * XXXKIB for now disable any FPU traps in kernel
 467                          * handler registration seems to be overkill
 468                          */
 469                         trap_fatal(frame, 0);
 470                         goto out;
 471
 472                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 473                         break;
 474
 475                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 476                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 477                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 478                                 break;
 479
 480                         /*
 481                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 482                          * %rip's and %rsp's can be set up in user mode.
 483                          * This causes a fault in kernel mode when the
 484                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 485                          * to get this fault so that we can fix the
 486                          * problem here and not have to check all the
 487                          * selectors and pointers when the user changes
 488                          * them.
 489                          */
 490                         if (frame->tf_rip == (long)doreti_iret) {
 491                                 frame->tf_rip = (long)doreti_iret_fault;
 492                                 goto out;
 493                         }
 494                         if (frame->tf_rip == (long)ld_ds) {
 495                                 frame->tf_rip = (long)ds_load_fault;
 496                                 goto out;
 497                         }
 498                         if (frame->tf_rip == (long)ld_es) {
 499                                 frame->tf_rip = (long)es_load_fault;
 500                                 goto out;
 501                         }
 502                         if (frame->tf_rip == (long)ld_fs) {
 503                                 frame->tf_rip = (long)fs_load_fault;
 504                                 goto out;
 505                         }
 506                         if (frame->tf_rip == (long)ld_gs) {
 507                                 frame->tf_rip = (long)gs_load_fault;
 508                                 goto out;
 509                         }
 510                         if (frame->tf_rip == (long)ld_gsbase) {
 511                                 frame->tf_rip = (long)gsbase_load_fault;
 512                                 goto out;
 513                         }
 514                         if (frame->tf_rip == (long)ld_fsbase) {
 515                                 frame->tf_rip = (long)fsbase_load_fault;
 516                                 goto out;
 517                         }
 518                         if (PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 519                                 frame->tf_rip =
 520                                     (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 521                                 goto out;
 522                         }
 523                         break;
 524
 525                 case T_TSSFLT:
 526                         /*
 527                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 528                          * automatically when the kernel is entered.  This
 529                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 530                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 531                          * want to get this fault so that we can fix the
 532                          * problem here and not every time the kernel is
 533                          * entered.
 534                          */
 535                         if (frame->tf_rflags & PSL_NT) {
 536                                 frame->tf_rflags &= ~PSL_NT;
 537                                 goto out;
 538                         }
 539                         break;
 540
 541                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 542                         /*
 543                          * Ignore debug register trace traps due to
 544                          * accesses in the user's address space, which
 545                          * can happen under several conditions such as
 546                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 547                          * then passes that buffer to a system call.
 548                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 549                          * in kernel space because that is useful when
 550                          * debugging the kernel.
 551                          */
 552                         if (user_dbreg_trap()) {
 553                                 /*
 554                                  * Reset breakpoint bits because the
 555                                  * processor doesn't
 556                                  */
 557                                 /* XXX check upper bits here */
 558                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 559                                 goto out;
 560                         }
 561                         /*
 562                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 563                          */
 564                 case T_BPTFLT:
 565                         /*
 566                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 567                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 568                          */
 569 #ifdef KDB
 570                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 571                                 goto out;
 572 #endif
 573                         break;
 574
 575 #ifdef DEV_ISA
 576                 case T_NMI:
 577                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 578                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 579 #ifdef KDB
 580                                 /*
 581                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 582                                  * for debugging.
 583                                  */
 584                                 if (kdb_on_nmi) {
 585                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 586                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 587                                 }
 588 #endif /* KDB */
 589                                 goto out;
 590                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 591                                 goto out;
 592                         /* FALLTHROUGH */
 593 #endif /* DEV_ISA */
 594                 }
 595
 596                 trap_fatal(frame, 0);
 597                 goto out;
 598         }
 599
 600         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 601         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 602                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 603
 604         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 605         ksi.ksi_signo = i;
 606         ksi.ksi_code = ucode;
 607         ksi.ksi_trapno = type;
 608         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 609         trapsignal(td, &ksi);
 610
 611 user:
 612         userret(td, frame);
 613         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 614         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 615             ("Return from trap with kernel FPU ctx leaked"));
 616 userout:
 617 out:
 618         return;
 619 }
 620
 621 static int
 622 trap_pfault(frame, usermode)
 623         struct trapframe *frame;
 624         int usermode;
 625 {
 626         vm_offset_t va;
 627         struct vmspace *vm = NULL;
 628         vm_map_t map;
 629         int rv = 0;
 630         vm_prot_t ftype;
 631         struct thread *td = curthread;
 632         struct proc *p = td->td_proc;
 633         vm_offset_t eva = frame->tf_addr;
 634
 635         if (__predict_false((td->td_pflags & TDP_NOFAULTING) != 0)) {
 636                 /*
 637                  * Due to both processor errata and lazy TLB invalidation when
 638                  * access restrictions are removed from virtual pages, memory
 639                  * accesses that are allowed by the physical mapping layer may
 640                  * nonetheless cause one spurious page fault per virtual page.
 641                  * When the thread is executing a "no faulting" section that
 642                  * is bracketed by vm_fault_{disable,enable}_pagefaults(),
 643                  * every page fault is treated as a spurious page fault,
 644                  * unless it accesses the same virtual address as the most
 645                  * recent page fault within the same "no faulting" section.
 646                  */
 647                 if (td->td_md.md_spurflt_addr != eva ||
 648                     (td->td_pflags & TDP_RESETSPUR) != 0) {
 649                         /*
 650                          * Do nothing to the TLB.  A stale TLB entry is
 651                          * flushed automatically by a page fault.
 652                          */
 653                         td->td_md.md_spurflt_addr = eva;
 654                         td->td_pflags &= ~TDP_RESETSPUR;
 655                         return (0);
 656                 }
 657         } else {
 658                 /*
 659                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 660                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 661                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 662                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 663                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 664                  * to the debugger.
 665                  *
 666                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 667                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 668                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 669                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 670                  * fatal trap handling directly.
 671                  */
 672                 if (td->td_critnest != 0 ||
 673                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 674                     "Kernel page fault") != 0) {
 675                         trap_fatal(frame, eva);
 676                         return (-1);
 677                 }
 678         }
 679         va = trunc_page(eva);
 680         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 681                 /*
 682                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 683                  */
 684                 if (usermode)
 685                         goto nogo;
 686
 687                 map = kernel_map;
 688         } else {
 689                 /*
 690                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 691                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 692                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 693                  */
 694                 if (p != NULL)
 695                         vm = p->p_vmspace;
 696
 697                 if (vm == NULL)
 698                         goto nogo;
 699
 700                 map = &vm->vm_map;
 701
 702                 /*
 703                  * When accessing a usermode address, kernel must be
 704                  * ready to accept the page fault, and provide a
 705                  * handling routine.  Since accessing the address
 706                  * without the handler is a bug, do not try to handle
 707                  * it normally, and panic immediately.
 708                  */
 709                 if (!usermode && (td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 710                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault == NULL)) {
 711                         trap_fatal(frame, eva);
 712                         return (-1);
 713                 }
 714         }
 715
 716         /*
 717          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 718          * supported and enabled.
 719          */
 720         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 721                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 722         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 723                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 724         else
 725                 ftype = VM_PROT_READ;
 726
 727         if (map != kernel_map) {
 728                 /*
 729                  * Keep swapout from messing with us during this
 730                  *      critical time.
 731                  */
 732                 PROC_LOCK(p);
 733                 ++p->p_lock;
 734                 PROC_UNLOCK(p);
 735
 736                 /* Fault in the user page: */
 737                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 738
 739                 PROC_LOCK(p);
 740                 --p->p_lock;
 741                 PROC_UNLOCK(p);
 742         } else {
 743                 /*
 744                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 745                  * kernel.
 746                  */
 747                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 748         }
 749         if (rv == KERN_SUCCESS)
 750                 return (0);
 751 nogo:
 752         if (!usermode) {
 753                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 754                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 755                         frame->tf_rip = (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 756                         return (0);
 757                 }
 758                 trap_fatal(frame, eva);
 759                 return (-1);
 760         }
 761
 762         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 763 }
 764
 765 static void
 766 trap_fatal(frame, eva)
 767         struct trapframe *frame;
 768         vm_offset_t eva;
 769 {
 770         int code, ss;
 771         u_int type;
 772         long esp;
 773         struct soft_segment_descriptor softseg;
 774         char *msg;
 775
 776         code = frame->tf_err;
 777         type = frame->tf_trapno;
 778         sdtossd(&gdt[NGDT * PCPU_GET(cpuid) + IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)],
 779             &softseg);
 780
 781         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 782                 msg = trap_msg[type];
 783         else
 784                 msg = "UNKNOWN";
 785         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
 786             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 787 #ifdef SMP
 788         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 789         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 790         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 791 #endif
 792         if (type == T_PAGEFLT) {
 793                 printf("fault virtual address   = 0x%lx\n", eva);
 794                 printf("fault code              = %s %s %s, %s\n",
 795                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 796                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 797                         code & PGEX_I ? "instruction" : "data",
 798                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 799         }
 800         printf("instruction pointer     = 0x%lx:0x%lx\n",
 801                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_rip);
 802         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 803                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 804                 esp = frame->tf_rsp;
 805         } else {
 806                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 807                 esp = (long)&frame->tf_rsp;
 808         }
 809         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, esp);
 810         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, frame->tf_rbp);
 811         printf("code segment            = base 0x%lx, limit 0x%lx, type 0x%x\n",
 812                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 813         printf("                        = DPL %d, pres %d, long %d, def32 %d, gran %d\n",
 814                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_long, softseg.ssd_def32,
 815                softseg.ssd_gran);
 816         printf("processor eflags        = ");
 817         if (frame->tf_rflags & PSL_T)
 818                 printf("trace trap, ");
 819         if (frame->tf_rflags & PSL_I)
 820                 printf("interrupt enabled, ");
 821         if (frame->tf_rflags & PSL_NT)
 822                 printf("nested task, ");
 823         if (frame->tf_rflags & PSL_RF)
 824                 printf("resume, ");
 825         printf("IOPL = %ld\n", (frame->tf_rflags & PSL_IOPL) >> 12);
 826         printf("current process         = ");
 827         if (curproc) {
 828                 printf("%lu (%s)\n",
 829                     (u_long)curproc->p_pid, curthread->td_name ?
 830                     curthread->td_name : "");
 831         } else {
 832                 printf("Idle\n");
 833         }
 834
 835 #ifdef KDB
 836         if (debugger_on_panic || kdb_active)
 837                 if (kdb_trap(type, 0, frame))
 838                         return;
 839 #endif
 840         printf("trap number             = %d\n", type);
 841         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 842                 panic("%s", trap_msg[type]);
 843         else
 844                 panic("unknown/reserved trap");
 845 }
 846
 847 /*
 848  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 849  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 850  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 851  * for example).
 852  */
 853 void
 854 dblfault_handler(struct trapframe *frame)
 855 {
 856 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 857         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
 858                 (*dtrace_doubletrap_func)();
 859 #endif
 860         printf("\nFatal double fault\n");
 861         printf("rip = 0x%lx\n", frame->tf_rip);
 862         printf("rsp = 0x%lx\n", frame->tf_rsp);
 863         printf("rbp = 0x%lx\n", frame->tf_rbp);
 864 #ifdef SMP
 865         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 866         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 867         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 868 #endif
 869         panic("double fault");
 870 }
 871
 872 int
 873 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 874 {
 875         struct proc *p;
 876         struct trapframe *frame;
 877         register_t *argp;
 878         caddr_t params;
 879         int reg, regcnt, error;
 880
 881         p = td->td_proc;
 882         frame = td->td_frame;
 883         reg = 0;
 884         regcnt = 6;
 885
 886         params = (caddr_t)frame->tf_rsp + sizeof(register_t);
 887         sa->code = frame->tf_rax;
 888
 889         if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
 890                 sa->code = frame->tf_rdi;
 891                 reg++;
 892                 regcnt--;
 893         }
 894         if (p->p_sysent->sv_mask)
 895                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 896
 897         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 898                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 899         else
 900                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 901
 902         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 903         KASSERT(sa->narg <= sizeof(sa->args) / sizeof(sa->args[0]),
 904             ("Too many syscall arguments!"));
 905         error = 0;
 906         argp = &frame->tf_rdi;
 907         argp += reg;
 908         bcopy(argp, sa->args, sizeof(sa->args[0]) * regcnt);
 909         if (sa->narg > regcnt) {
 910                 KASSERT(params != NULL, ("copyin args with no params!"));
 911                 error = copyin(params, &sa->args[regcnt],
 912                     (sa->narg - regcnt) * sizeof(sa->args[0]));
 913         }
 914
 915         if (error == 0) {
 916                 td->td_retval[0] = 0;
 917                 td->td_retval[1] = frame->tf_rdx;
 918         }
 919
 920         return (error);
 921 }
 922
 923 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 924
 925 /*
 926  * System call handler for native binaries.  The trap frame is already
 927  * set up by the assembler trampoline and a pointer to it is saved in
 928  * td_frame.
 929  */
 930 void
 931 amd64_syscall(struct thread *td, int traced)
 932 {
 933         struct syscall_args sa;
 934         int error;
 935         ksiginfo_t ksi;
 936
 937 #ifdef DIAGNOSTIC
 938         if (ISPL(td->td_frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
 939                 panic("syscall");
 940                 /* NOT REACHED */
 941         }
 942 #endif
 943         error = syscallenter(td, &sa);
 944
 945         /*
 946          * Traced syscall.
 947          */
 948         if (__predict_false(traced)) {
 949                 td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
 950                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 951                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 952                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
 953                 ksi.ksi_addr = (void *)td->td_frame->tf_rip;
 954                 trapsignal(td, &ksi);
 955         }
 956
 957         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 958             ("System call %s returing with kernel FPU ctx leaked",
 959              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
 960         KASSERT(td->td_pcb->pcb_save == get_pcb_user_save_td(td),
 961             ("System call %s returning with mangled pcb_save",
 962              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
 963
 964         syscallret(td, error, &sa);
 965 }