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  * $FreeBSD$
  39  */
  40
  41 /*
  42  * 386 Trap and System call handling
  43  */
  44
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_ktrace.h"
  48 #include "opt_clock.h"
  49 #include "opt_trap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/proc.h>
  54 #include <sys/pioctl.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/resourcevar.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/syscall.h>
  59 #include <sys/sysent.h>
  60 #include <sys/uio.h>
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62 #ifdef KTRACE
  63 #include <sys/ktrace.h>
  64 #endif
  65
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/vm_param.h>
  68 #include <sys/lock.h>
  69 #include <vm/pmap.h>
  70 #include <vm/vm_kern.h>
  71 #include <vm/vm_map.h>
  72 #include <vm/vm_page.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74
  75 #include <machine/cpu.h>
  76 #include <machine/ipl.h>
  77 #include <machine/md_var.h>
  78 #include <machine/pcb.h>
  79 #ifdef SMP
  80 #include <machine/smp.h>
  81 #endif
  82 #include <machine/tss.h>
  83
  84 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
  85
  86 #ifdef POWERFAIL_NMI
  87 #include <sys/syslog.h>
  88 #include <machine/clock.h>
  89 #endif
  90
  91 #include <machine/vm86.h>
  92
  93 #ifdef DDB
  94         extern int in_Debugger, debugger_on_panic;
  95 #endif
  96
  97 #include "isa.h"
  98 #include "npx.h"
  99
 100 int (*pmath_emulate) __P((struct trapframe *));
 101
 102 extern void trap __P((struct trapframe frame));
 103 extern int trapwrite __P((unsigned addr));
 104 extern void syscall __P((struct trapframe frame));
 105
 106 static int trap_pfault __P((struct trapframe *, int, vm_offset_t));
 107 static void trap_fatal __P((struct trapframe *, vm_offset_t));
 108 void dblfault_handler __P((void));
 109
 110 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 111
 112 #define MAX_TRAP_MSG            28
 113 static char *trap_msg[] = {
 114         "",                                     /*  0 unused */
 115         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 116         "",                                     /*  2 unused */
 117         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 118         "",                                     /*  4 unused */
 119         "",                                     /*  5 unused */
 120         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 121         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 122         "",                                     /*  8 unused */
 123         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 124         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 125         "",                                     /* 11 unused */
 126         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 127         "",                                     /* 13 unused */
 128         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 129         "",                                     /* 15 unused */
 130         "",                                     /* 16 unused */
 131         "",                                     /* 17 unused */
 132         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 133         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 134         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 135         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 136         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 137         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 138         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 139         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 140         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 141         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 142         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 143 };
 144
 145 static __inline void userret __P((struct proc *p, struct trapframe *frame,
 146                                   u_quad_t oticks));
 147
 148 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 149 extern int has_f00f_bug;
 150 #endif
 151
 152 static __inline void
 153 userret(p, frame, oticks)
 154         struct proc *p;
 155         struct trapframe *frame;
 156         u_quad_t oticks;
 157 {
 158         int sig, s;
 159
 160         while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 161                 postsig(sig);
 162
 163 #if 0
 164         if (!want_resched &&
 165                 (p->p_priority <= p->p_usrpri) &&
 166                 (p->p_rtprio.type == RTP_PRIO_NORMAL)) {
 167                  int newpriority;
 168                  p->p_estcpu += 1;
 169                  newpriority = PUSER + p->p_estcpu / 4 + 2 * p->p_nice;
 170                  newpriority = min(newpriority, MAXPRI);
 171                  p->p_usrpri = newpriority;
 172         }
 173 #endif
 174
 175         p->p_priority = p->p_usrpri;
 176         if (want_resched) {
 177                 /*
 178                  * Since we are curproc, clock will normally just change
 179                  * our priority without moving us from one queue to another
 180                  * (since the running process is not on a queue.)
 181                  * If that happened after we setrunqueue ourselves but before we
 182                  * mi_switch()'ed, we might not be on the queue indicated by
 183                  * our priority.
 184                  */
 185                 s = splhigh();
 186                 setrunqueue(p);
 187                 p->p_stats->p_ru.ru_nivcsw++;
 188                 mi_switch();
 189                 splx(s);
 190                 while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 191                         postsig(sig);
 192         }
 193         /*
 194          * Charge system time if profiling.
 195          */
 196         if (p->p_flag & P_PROFIL)
 197                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 198                             (u_int)(p->p_sticks - oticks) * psratio);
 199
 200         curpriority = p->p_priority;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 205  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 206  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 207  * frame after the exception has been processed.
 208  */
 209
 210 void
 211 trap(frame)
 212         struct trapframe frame;
 213 {
 214         struct proc *p = curproc;
 215         u_quad_t sticks = 0;
 216         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 217         vm_offset_t eva;
 218
 219         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 220                 /*
 221                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 222                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 223                  * it is better than running with interrupts disabled until
 224                  * they are accidentally enabled later.
 225                  */
 226                 type = frame.tf_trapno;
 227                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 228                         printf(
 229                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 230                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 231                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP)
 232                         /*
 233                          * XXX not quite right, since this may be for a
 234                          * multiple fault in user mode.
 235                          */
 236                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 237                             type);
 238                 enable_intr();
 239         }
 240
 241         eva = 0;
 242         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 243                 /*
 244                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 245                  * This problem is worked around by using an interrupt
 246                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 247                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 248                  *
 249                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 250                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 251                  * flow of control too much for this to be obviously
 252                  * correct.
 253                  */
 254                 eva = rcr2();
 255                 enable_intr();
 256         }
 257
 258 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 259 restart:
 260 #endif
 261         type = frame.tf_trapno;
 262         code = frame.tf_err;
 263
 264         if (in_vm86call) {
 265                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 266                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 267                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 268                         if (i != 0)
 269                                 /*
 270                                  * returns to original process
 271                                  */
 272                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 273                         return;
 274                 }
 275                 switch (type) {
 276                         /*
 277                          * these traps want either a process context, or
 278                          * assume a normal userspace trap.
 279                          */
 280                 case T_PROTFLT:
 281                 case T_SEGNPFLT:
 282                         trap_fatal(&frame, eva);
 283                         return;
 284                 case T_TRCTRAP:
 285                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 286                         /* FALL THROUGH */
 287                 }
 288                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 289         }
 290
 291         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 292                 /* user trap */
 293
 294                 sticks = p->p_sticks;
 295                 p->p_md.md_regs = &frame;
 296
 297                 switch (type) {
 298                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 299                         ucode = type;
 300                         i = SIGILL;
 301                         break;
 302
 303                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 304                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 305                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 306                         i = SIGTRAP;
 307                         break;
 308
 309                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 310                         ucode = code;
 311                         i = SIGFPE;
 312                         break;
 313
 314                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 315                         astoff();
 316                         cnt.v_soft++;
 317                         if (p->p_flag & P_OWEUPC) {
 318                                 p->p_flag &= ~P_OWEUPC;
 319                                 addupc_task(p, p->p_stats->p_prof.pr_addr,
 320                                             p->p_stats->p_prof.pr_ticks);
 321                         }
 322                         goto out;
 323
 324                         /*
 325                          * The following two traps can happen in
 326                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 327                          * them specially.
 328                          */
 329                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 330                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 331                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 332                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 333                                 if (i == 0)
 334                                         goto out;
 335                                 break;
 336                         }
 337                         /* FALL THROUGH */
 338
 339                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 340                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 341                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 342                 default:
 343                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 344                         i = SIGBUS;
 345                         break;
 346
 347                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 348                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 349                         if (i == -1)
 350                                 return;
 351 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 352                         if (i == -2)
 353                                 goto restart;
 354 #endif
 355                         if (i == 0)
 356                                 goto out;
 357
 358                         ucode = T_PAGEFLT;
 359                         break;
 360
 361                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 362                         ucode = FPE_INTDIV;
 363                         i = SIGFPE;
 364                         break;
 365
 366 #if NISA > 0
 367                 case T_NMI:
 368 #ifdef POWERFAIL_NMI
 369                         goto handle_powerfail;
 370 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 371 #ifdef DDB
 372                         /* NMI can be hooked up to a pushbutton for debugging */
 373                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 374                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 375                                 return;
 376 #endif /* DDB */
 377                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 378                         if (isa_nmi(code) == 0) return;
 379                         panic("NMI indicates hardware failure");
 380 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 381 #endif /* NISA > 0 */
 382
 383                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 384                         ucode = FPE_INTOVF;
 385                         i = SIGFPE;
 386                         break;
 387
 388                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 389                         ucode = FPE_FLTSUB;
 390                         i = SIGFPE;
 391                         break;
 392
 393                 case T_DNA:
 394 #if NNPX > 0
 395                         /* if a transparent fault (due to context switch "late") */
 396                         if (npxdna())
 397                                 return;
 398 #endif
 399                         if (!pmath_emulate) {
 400                                 i = SIGFPE;
 401                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 402                                 break;
 403                         }
 404                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 405                         if (i == 0) {
 406                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 407                                         return;
 408                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 409                                 i = SIGTRAP;
 410                         }
 411                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 412                         break;
 413
 414                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 415                         ucode = T_FPOPFLT;
 416                         i = SIGILL;
 417                         break;
 418                 }
 419         } else {
 420 kernel_trap:
 421                 /* kernel trap */
 422
 423                 switch (type) {
 424                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 425                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 426                         return;
 427
 428                 case T_DNA:
 429 #if NNPX > 0
 430                         /*
 431                          * The kernel is apparently using npx for copying.
 432                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 433                          * registered such use.
 434                          */
 435                         if (npxdna())
 436                                 return;
 437 #endif
 438                         break;
 439
 440                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 441                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 442                         /*
 443                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 444                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 445                          * This causes a fault in kernel mode when the
 446                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 447                          * to get this fault so that we can fix the
 448                          * problem here and not have to check all the
 449                          * selectors and pointers when the user changes
 450                          * them.
 451                          */
 452 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 453         do {                                                            \
 454                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 455                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 456                         return;                                         \
 457                 }                                                       \
 458         } while (0)
 459
 460                         if (intr_nesting_level == 0) {
 461                                 /*
 462                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 463                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 464                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 465                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 466                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 467                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 468                                  * a signal.
 469                                  */
 470                                 if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 471                                         curpcb->pcb_gs = 0;
 472                                         psignal(p, SIGBUS);
 473                                         return;
 474                                 }
 475                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 476                                                    doreti_iret_fault);
 477                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 478                                                    doreti_popl_ds_fault);
 479                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 480                                                    doreti_popl_es_fault);
 481                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 482                                                    doreti_popl_fs_fault);
 483                                 if (curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 484                                         frame.tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 485                                         return;
 486                                 }
 487                         }
 488                         break;
 489
 490                 case T_TSSFLT:
 491                         /*
 492                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 493                          * automatically when the kernel is entered.  This
 494                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 495                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 496                          * want to get this fault so that we can fix the
 497                          * problem here and not every time the kernel is
 498                          * entered.
 499                          */
 500                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 501                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 502                                 return;
 503                         }
 504                         break;
 505
 506                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 507                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 508                                 /*
 509                                  * We've just entered system mode via the
 510                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 511                                  * silently until the syscall handler has
 512                                  * saved the flags.
 513                                  */
 514                                 return;
 515                         }
 516                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 517                                 /*
 518                                  * The syscall handler has now saved the
 519                                  * flags.  Stop single stepping it.
 520                                  */
 521                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 522                                 return;
 523                         }
 524                         /*
 525                          * Fall through.
 526                          */
 527                 case T_BPTFLT:
 528                         /*
 529                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 530                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 531                          */
 532 #ifdef DDB
 533                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 534                                 return;
 535 #endif
 536                         break;
 537
 538 #if NISA > 0
 539                 case T_NMI:
 540 #ifdef POWERFAIL_NMI
 541 #ifndef TIMER_FREQ
 542 #  define TIMER_FREQ 1193182
 543 #endif
 544         handle_powerfail:
 545                 {
 546                   static unsigned lastalert = 0;
 547
 548                   if(time_second - lastalert > 10)
 549                     {
 550                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 551                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 552                       lastalert = time_second;
 553                     }
 554                   return;
 555                 }
 556 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 557 #ifdef DDB
 558                         /* NMI can be hooked up to a pushbutton for debugging */
 559                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 560                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 561                                 return;
 562 #endif /* DDB */
 563                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 564                         if (isa_nmi(code) == 0) return;
 565                         /* FALL THROUGH */
 566 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 567 #endif /* NISA > 0 */
 568                 }
 569
 570                 trap_fatal(&frame, eva);
 571                 return;
 572         }
 573
 574         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 575         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 576                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 577
 578         trapsignal(p, i, ucode);
 579
 580 #ifdef DEBUG
 581         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 582                 uprintf("fatal process exception: %s",
 583                         trap_msg[type]);
 584                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 585                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 586                 uprintf("\n");
 587         }
 588 #endif
 589
 590 out:
 591         userret(p, &frame, sticks);
 592 }
 593
 594 #ifdef notyet
 595 /*
 596  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 597  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 598  * before this can be used. I think the only things remaining
 599  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 600  * debugging code.
 601  */
 602 static int
 603 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 604         struct trapframe *frame;
 605         int usermode;
 606         vm_offset_t eva;
 607 {
 608         vm_offset_t va;
 609         struct vmspace *vm = NULL;
 610         vm_map_t map = 0;
 611         int rv = 0;
 612         vm_prot_t ftype;
 613         struct proc *p = curproc;
 614
 615         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 616                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE;
 617         else
 618                 ftype = VM_PROT_READ;
 619
 620         va = trunc_page(eva);
 621         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 622                 vm_offset_t v;
 623                 vm_page_t mpte;
 624
 625                 if (p == NULL ||
 626                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 627                      (intr_nesting_level != 0 || curpcb == NULL ||
 628                       curpcb->pcb_onfault == NULL))) {
 629                         trap_fatal(frame, eva);
 630                         return (-1);
 631                 }
 632
 633                 /*
 634                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 635                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 636                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 637                  */
 638                 vm = p->p_vmspace;
 639                 if (vm == NULL)
 640                         goto nogo;
 641
 642                 map = &vm->vm_map;
 643
 644                 /*
 645                  * Keep swapout from messing with us during this
 646                  *      critical time.
 647                  */
 648                 ++p->p_lock;
 649
 650                 /*
 651                  * Grow the stack if necessary
 652                  */
 653                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 654                  * a growable stack region and the stack growth
 655                  * fails.  It returns true if va was not within
 656                  * a growable stack region, or if the stack
 657                  * growth succeeded.
 658                  */
 659                 if (!grow_stack (p, va)) {
 660                         rv = KERN_FAILURE;
 661                         --p->p_lock;
 662                         goto nogo;
 663                 }
 664
 665                 /* Fault in the user page: */
 666                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 667                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 668                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 669
 670                 --p->p_lock;
 671         } else {
 672                 /*
 673                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 674                  */
 675                 if (usermode)
 676                         goto nogo;
 677
 678                 /*
 679                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 680                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 681                  * the page.
 682                  */
 683                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 684         }
 685
 686         if (rv == KERN_SUCCESS)
 687                 return (0);
 688 nogo:
 689         if (!usermode) {
 690                 if (intr_nesting_level == 0 && curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 691                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 692                         return (0);
 693                 }
 694                 trap_fatal(frame, eva);
 695                 return (-1);
 696         }
 697
 698         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 699         frame->tf_err = eva;
 700
 701         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 702 }
 703 #endif
 704
 705 int
 706 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 707         struct trapframe *frame;
 708         int usermode;
 709         vm_offset_t eva;
 710 {
 711         vm_offset_t va;
 712         struct vmspace *vm = NULL;
 713         vm_map_t map = 0;
 714         int rv = 0;
 715         vm_prot_t ftype;
 716         struct proc *p = curproc;
 717
 718         va = trunc_page(eva);
 719         if (va >= KERNBASE) {
 720                 /*
 721                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 722                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 723                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 724                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 725                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 726                  * fault.
 727                  */
 728 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 729                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
 730                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 731                         return -2;
 732                 }
 733 #endif
 734                 if (usermode)
 735                         goto nogo;
 736
 737                 map = kernel_map;
 738         } else {
 739                 /*
 740                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 741                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 742                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 743                  */
 744                 if (p != NULL)
 745                         vm = p->p_vmspace;
 746
 747                 if (vm == NULL)
 748                         goto nogo;
 749
 750                 map = &vm->vm_map;
 751         }
 752
 753         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 754                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE;
 755         else
 756                 ftype = VM_PROT_READ;
 757
 758         if (map != kernel_map) {
 759                 /*
 760                  * Keep swapout from messing with us during this
 761                  *      critical time.
 762                  */
 763                 ++p->p_lock;
 764
 765                 /*
 766                  * Grow the stack if necessary
 767                  */
 768                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 769                  * a growable stack region and the stack growth
 770                  * fails.  It returns true if va was not within
 771                  * a growable stack region, or if the stack
 772                  * growth succeeded.
 773                  */
 774                 if (!grow_stack (p, va)) {
 775                         rv = KERN_FAILURE;
 776                         --p->p_lock;
 777                         goto nogo;
 778                 }
 779
 780                 /* Fault in the user page: */
 781                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 782                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 783                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 784
 785                 --p->p_lock;
 786         } else {
 787                 /*
 788                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
 789                  */
 790                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 791         }
 792
 793         if (rv == KERN_SUCCESS)
 794                 return (0);
 795 nogo:
 796         if (!usermode) {
 797                 if (intr_nesting_level == 0 && curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 798                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 799                         return (0);
 800                 }
 801                 trap_fatal(frame, eva);
 802                 return (-1);
 803         }
 804
 805         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 806         frame->tf_err = eva;
 807
 808         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 809 }
 810
 811 static void
 812 trap_fatal(frame, eva)
 813         struct trapframe *frame;
 814         vm_offset_t eva;
 815 {
 816         int code, type, ss, esp;
 817         struct soft_segment_descriptor softseg;
 818
 819         code = frame->tf_err;
 820         type = frame->tf_trapno;
 821         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 822
 823         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 824                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 825                         type, trap_msg[type],
 826                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 827                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 828 #ifdef SMP
 829         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 830         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 831         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 832         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 833 #endif
 834         if (type == T_PAGEFLT) {
 835                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 836                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 837                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 838                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 839                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 840         }
 841         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 842                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 843         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 844                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 845                 esp = frame->tf_esp;
 846         } else {
 847                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 848                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 849         }
 850         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 851         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 852         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 853                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 854         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 855                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 856                softseg.ssd_gran);
 857         printf("processor eflags        = ");
 858         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 859                 printf("trace trap, ");
 860         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 861                 printf("interrupt enabled, ");
 862         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 863                 printf("nested task, ");
 864         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 865                 printf("resume, ");
 866         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 867                 printf("vm86, ");
 868         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 869         printf("current process         = ");
 870         if (curproc) {
 871                 printf("%lu (%s)\n",
 872                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 873                     curproc->p_comm : "");
 874         } else {
 875                 printf("Idle\n");
 876         }
 877         printf("interrupt mask          = ");
 878         if ((cpl & net_imask) == net_imask)
 879                 printf("net ");
 880         if ((cpl & tty_imask) == tty_imask)
 881                 printf("tty ");
 882         if ((cpl & bio_imask) == bio_imask)
 883                 printf("bio ");
 884         if ((cpl & cam_imask) == cam_imask)
 885                 printf("cam ");
 886         if (cpl == 0)
 887                 printf("none");
 888 #ifdef SMP
 889 /**
 890  *  XXX FIXME:
 891  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
 892  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
 893  */
 894         printf(" <- SMP: XXX");
 895 #endif
 896         printf("\n");
 897
 898 #ifdef KDB
 899         if (kdb_trap(&psl))
 900                 return;
 901 #endif
 902 #ifdef DDB
 903         if ((debugger_on_panic || in_Debugger) && kdb_trap(type, 0, frame))
 904                 return;
 905 #endif
 906         printf("trap number             = %d\n", type);
 907         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 908                 panic(trap_msg[type]);
 909         else
 910                 panic("unknown/reserved trap");
 911 }
 912
 913 /*
 914  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 915  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 916  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 917  * for example).
 918  *
 919  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 920  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 921  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 922  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 923  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 924  */
 925 void
 926 dblfault_handler()
 927 {
 928         printf("\nFatal double fault:\n");
 929         printf("eip = 0x%x\n", common_tss.tss_eip);
 930         printf("esp = 0x%x\n", common_tss.tss_esp);
 931         printf("ebp = 0x%x\n", common_tss.tss_ebp);
 932 #ifdef SMP
 933         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 934         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 935         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 936         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 937 #endif
 938         panic("double fault");
 939 }
 940
 941 /*
 942  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
 943  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
 944  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
 945  * are thrown out early for other reasons.
 946  */
 947 int trapwrite(addr)
 948         unsigned addr;
 949 {
 950         struct proc *p;
 951         vm_offset_t va;
 952         struct vmspace *vm;
 953         int rv;
 954
 955         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
 956         /*
 957          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
 958          */
 959         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
 960                 return (1);
 961
 962         p = curproc;
 963         vm = p->p_vmspace;
 964
 965         ++p->p_lock;
 966
 967         if (!grow_stack (p, va)) {
 968                 --p->p_lock;
 969                 return (1);
 970         }
 971
 972         /*
 973          * fault the data page
 974          */
 975         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
 976
 977         --p->p_lock;
 978
 979         if (rv != KERN_SUCCESS)
 980                 return 1;
 981
 982         return (0);
 983 }
 984
 985 /*
 986  * System call request from POSIX system call gate interface to kernel.
 987  * Like trap(), argument is call by reference.
 988  */
 989 void
 990 syscall(frame)
 991         struct trapframe frame;
 992 {
 993         caddr_t params;
 994         int i;
 995         struct sysent *callp;
 996         struct proc *p = curproc;
 997         u_quad_t sticks;
 998         int error;
 999         int args[8];
1000         u_int code;
1001
1002 #ifdef DIAGNOSTIC
1003         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL)
1004                 panic("syscall");
1005 #endif
1006         sticks = p->p_sticks;
1007         p->p_md.md_regs = &frame;
1008         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1009         code = frame.tf_eax;
1010         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1011                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
1012         } else {
1013                 /*
1014                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1015                  */
1016                 if (code == SYS_syscall) {
1017                         /*
1018                          * Code is first argument, followed by actual args.
1019                          */
1020                         code = fuword(params);
1021                         params += sizeof(int);
1022                 } else if (code == SYS___syscall) {
1023                         /*
1024                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1025                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1026                          */
1027                         code = fuword(params);
1028                         params += sizeof(quad_t);
1029                 }
1030         }
1031
1032         if (p->p_sysent->sv_mask)
1033                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
1034
1035         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1036                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1037         else
1038                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1039
1040         if (params && (i = callp->sy_narg * sizeof(int)) &&
1041             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
1042 #ifdef KTRACE
1043                 if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL))
1044                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, callp->sy_narg, args);
1045 #endif
1046                 goto bad;
1047         }
1048 #ifdef KTRACE
1049         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL))
1050                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, callp->sy_narg, args);
1051 #endif
1052         p->p_retval[0] = 0;
1053         p->p_retval[1] = frame.tf_edx;
1054
1055         STOPEVENT(p, S_SCE, callp->sy_narg);
1056
1057         error = (*callp->sy_call)(p, args);
1058
1059         switch (error) {
1060
1061         case 0:
1062                 /*
1063                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1064                  * if this is a child returning from fork syscall.
1065                  */
1066                 p = curproc;
1067                 frame.tf_eax = p->p_retval[0];
1068                 frame.tf_edx = p->p_retval[1];
1069                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1070                 break;
1071
1072         case ERESTART:
1073                 /*
1074                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1075                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1076                  */
1077                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1078                 break;
1079
1080         case EJUSTRETURN:
1081                 break;
1082
1083         default:
1084 bad:
1085                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1086                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1087                                 error = -1;     /* XXX */
1088                         else
1089                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1090                 }
1091                 frame.tf_eax = error;
1092                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1093                 break;
1094         }
1095
1096         if ((frame.tf_eflags & PSL_T) && !(frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
1097                 /* Traced syscall. */
1098                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1099                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1100         }
1101
1102         userret(p, &frame, sticks);
1103
1104 #ifdef KTRACE
1105         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET))
1106                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, p->p_retval[0]);
1107 #endif
1108
1109         /*
1110          * This works because errno is findable through the
1111          * register set.  If we ever support an emulation where this
1112          * is not the case, this code will need to be revisited.
1113          */
1114         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1115
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1120  * directly into user mode.
1121  */
1122 void
1123 fork_return(p, frame)
1124         struct proc *p;
1125         struct trapframe frame;
1126 {
1127         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1128         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1129         frame.tf_edx = 1;
1130
1131         userret(p, &frame, 0);
1132 #ifdef KTRACE
1133         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET))
1134                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1135 #endif
1136 }