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 #include "opt_ktrace.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/bus.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/pioctl.h>
  60 #include <sys/ptrace.h>
  61 #include <sys/kdb.h>
  62 #include <sys/kernel.h>
  63 #include <sys/ktr.h>
  64 #include <sys/lock.h>
  65 #include <sys/mutex.h>
  66 #include <sys/resourcevar.h>
  67 #include <sys/signalvar.h>
  68 #include <sys/syscall.h>
  69 #include <sys/sysctl.h>
  70 #include <sys/sysent.h>
  71 #include <sys/uio.h>
  72 #include <sys/vmmeter.h>
  73 #ifdef KTRACE
  74 #include <sys/ktrace.h>
  75 #endif
  76 #ifdef HWPMC_HOOKS
  77 #include <sys/pmckern.h>
  78 #endif
  79 #include <security/audit/audit.h>
  80
  81 #include <vm/vm.h>
  82 #include <vm/vm_param.h>
  83 #include <vm/pmap.h>
  84 #include <vm/vm_kern.h>
  85 #include <vm/vm_map.h>
  86 #include <vm/vm_page.h>
  87 #include <vm/vm_extern.h>
  88
  89 #include <machine/cpu.h>
  90 #include <machine/intr_machdep.h>
  91 #include <machine/mca.h>
  92 #include <machine/md_var.h>
  93 #include <machine/pcb.h>
  94 #ifdef SMP
  95 #include <machine/smp.h>
  96 #endif
  97 #include <machine/tss.h>
  98
  99 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 100 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 101
 102 /*
 103  * This is a hook which is initialised by the dtrace module
 104  * to handle traps which might occur during DTrace probe
 105  * execution.
 106  */
 107 dtrace_trap_func_t      dtrace_trap_func;
 108
 109 dtrace_doubletrap_func_t        dtrace_doubletrap_func;
 110
 111 /*
 112  * This is a hook which is initialised by the systrace module
 113  * when it is loaded. This keeps the DTrace syscall provider
 114  * implementation opaque.
 115  */
 116 systrace_probe_func_t   systrace_probe_func;
 117 #endif
 118
 119 extern void trap(struct trapframe *frame);
 120 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 121 void dblfault_handler(struct trapframe *frame);
 122
 123 static int trap_pfault(struct trapframe *, int);
 124 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 125
 126 #define MAX_TRAP_MSG            30
 127 static char *trap_msg[] = {
 128         "",                                     /*  0 unused */
 129         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 130         "",                                     /*  2 unused */
 131         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 132         "",                                     /*  4 unused */
 133         "",                                     /*  5 unused */
 134         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 135         "",                                     /*  7 unused */
 136         "",                                     /*  8 unused */
 137         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 138         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 139         "",                                     /* 11 unused */
 140         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 141         "",                                     /* 13 unused */
 142         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 143         "",                                     /* 15 unused */
 144         "",                                     /* 16 unused */
 145         "",                                     /* 17 unused */
 146         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 147         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 148         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 149         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 150         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 151         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 152         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 153         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 154         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 155         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 156         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 157         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 158         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 159 };
 160
 161 #ifdef KDB
 162 static int kdb_on_nmi = 1;
 163 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 164         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 165 #endif
 166 static int panic_on_nmi = 1;
 167 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 168         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 169 static int prot_fault_translation = 0;
 170 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 171         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 172
 173 extern char *syscallnames[];
 174
 175 /* #define DEBUG 1 */
 176 #ifdef DEBUG
 177 static void
 178 report_seg_fault(const char *segn, struct trapframe *frame)
 179 {
 180         struct proc_ldt *pldt;
 181         struct trapframe *pf;
 182
 183         pldt = curproc->p_md.md_ldt;
 184         printf("%d: %s load fault %lx %p %d\n",
 185             curproc->p_pid, segn, frame->tf_err,
 186             pldt != NULL ? pldt->ldt_base : NULL,
 187             pldt != NULL ? pldt->ldt_refcnt : 0);
 188         kdb_backtrace();
 189         pf = (struct trapframe *)frame->tf_rsp;
 190         printf("rdi %lx\n", pf->tf_rdi);
 191         printf("rsi %lx\n", pf->tf_rsi);
 192         printf("rdx %lx\n", pf->tf_rdx);
 193         printf("rcx %lx\n", pf->tf_rcx);
 194         printf("r8  %lx\n", pf->tf_r8);
 195         printf("r9  %lx\n", pf->tf_r9);
 196         printf("rax %lx\n", pf->tf_rax);
 197         printf("rbx %lx\n", pf->tf_rbx);
 198         printf("rbp %lx\n", pf->tf_rbp);
 199         printf("r10 %lx\n", pf->tf_r10);
 200         printf("r11 %lx\n", pf->tf_r11);
 201         printf("r12 %lx\n", pf->tf_r12);
 202         printf("r13 %lx\n", pf->tf_r13);
 203         printf("r14 %lx\n", pf->tf_r14);
 204         printf("r15 %lx\n", pf->tf_r15);
 205         printf("fs  %x\n", pf->tf_fs);
 206         printf("gs  %x\n", pf->tf_gs);
 207         printf("es  %x\n", pf->tf_es);
 208         printf("ds  %x\n", pf->tf_ds);
 209         printf("tno %x\n", pf->tf_trapno);
 210         printf("adr %lx\n", pf->tf_addr);
 211         printf("flg %x\n", pf->tf_flags);
 212         printf("err %lx\n", pf->tf_err);
 213         printf("rip %lx\n", pf->tf_rip);
 214         printf("cs  %lx\n", pf->tf_cs);
 215         printf("rfl %lx\n", pf->tf_rflags);
 216         printf("rsp %lx\n", pf->tf_rsp);
 217         printf("ss  %lx\n", pf->tf_ss);
 218 }
 219 #endif
 220
 221 /*
 222  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 223  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 224  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 225  * frame after the exception has been processed.
 226  */
 227
 228 void
 229 trap(struct trapframe *frame)
 230 {
 231         struct thread *td = curthread;
 232         struct proc *p = td->td_proc;
 233         int i = 0, ucode = 0, code;
 234         u_int type;
 235         register_t addr = 0;
 236         ksiginfo_t ksi;
 237
 238         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 239         type = frame->tf_trapno;
 240
 241 #ifdef SMP
 242         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 243         if (type == T_NMI) {
 244                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 245                            goto out;
 246         }
 247 #endif /* SMP */
 248
 249 #ifdef KDB
 250         if (kdb_active) {
 251                 kdb_reenter();
 252                 goto out;
 253         }
 254 #endif
 255
 256         if (type == T_RESERVED) {
 257                 trap_fatal(frame, 0);
 258                 goto out;
 259         }
 260
 261 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 262         /*
 263          * CPU PMCs interrupt using an NMI.  If the PMC module is
 264          * active, pass the 'rip' value to the PMC module's interrupt
 265          * handler.  A return value of '1' from the handler means that
 266          * the NMI was handled by it and we can return immediately.
 267          */
 268         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 269             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 270                 goto out;
 271 #endif
 272
 273         if (type == T_MCHK) {
 274                 if (!mca_intr())
 275                         trap_fatal(frame, 0);
 276                 goto out;
 277         }
 278
 279 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 280         /*
 281          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 282          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 283          * a flag in it's per-cpu flags to indicate that it doesn't
 284          * want to fault. On returning from the the probe, the no-fault
 285          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 286          *
 287          * If the DTrace kernel module has registered a trap handler,
 288          * call it and if it returns non-zero, assume that it has
 289          * handled the trap and modified the trap frame so that this
 290          * function can return normally.
 291          */
 292         if (dtrace_trap_func != NULL)
 293                 if ((*dtrace_trap_func)(frame, type))
 294                         goto out;
 295 #endif
 296
 297         if ((frame->tf_rflags & PSL_I) == 0) {
 298                 /*
 299                  * Buggy application or kernel code has disabled
 300                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 301                  * now is wrong, but it is better than running with
 302                  * interrupts disabled until they are accidentally
 303                  * enabled later.
 304                  */
 305                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL)
 306                         printf(
 307                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 308                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 309                 else if (type != T_NMI && type != T_BPTFLT &&
 310                     type != T_TRCTRAP) {
 311                         /*
 312                          * XXX not quite right, since this may be for a
 313                          * multiple fault in user mode.
 314                          */
 315                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 316                             type);
 317 #ifdef DEBUG
 318                         report_seg_fault("hlt", frame);
 319 #endif
 320                         /*
 321                          * We shouldn't enable interrupts while holding a
 322                          * spin lock or servicing an NMI.
 323                          */
 324                         if (type != T_NMI && td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 325                                 enable_intr();
 326                 }
 327         }
 328
 329         code = frame->tf_err;
 330         if (type == T_PAGEFLT) {
 331                 /*
 332                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 333                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 334                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 335                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 336                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 337                  * to the debugger.
 338                  *
 339                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 340                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 341                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 342                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 343                  * fatal trap handling directly.
 344                  */
 345                 if (td->td_critnest != 0 ||
 346                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 347                     "Kernel page fault") != 0)
 348                         trap_fatal(frame, frame->tf_addr);
 349         }
 350
 351         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 352                 /* user trap */
 353
 354                 td->td_pticks = 0;
 355                 td->td_frame = frame;
 356                 addr = frame->tf_rip;
 357                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 358                         cred_update_thread(td);
 359
 360                 switch (type) {
 361                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 362                         i = SIGILL;
 363                         ucode = ILL_PRVOPC;
 364                         break;
 365
 366                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 367                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 368                         enable_intr();
 369                         frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
 370                         i = SIGTRAP;
 371                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 372                         break;
 373
 374                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 375                         ucode = fputrap();
 376                         if (ucode == -1)
 377                                 goto userout;
 378                         i = SIGFPE;
 379                         break;
 380
 381                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 382                         i = SIGBUS;
 383                         ucode = BUS_OBJERR;
 384                         break;
 385                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 386                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 387                         i = SIGBUS;
 388                         ucode = BUS_ADRERR;
 389                         break;
 390                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 391                         i = SIGBUS;
 392                         ucode = BUS_OBJERR;
 393                         break;
 394                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 395                 default:
 396                         i = SIGBUS;
 397                         ucode = BUS_OBJERR;
 398                         break;
 399
 400                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 401                         addr = frame->tf_addr;
 402                         i = trap_pfault(frame, TRUE);
 403                         if (i == -1)
 404                                 goto userout;
 405                         if (i == 0)
 406                                 goto user;
 407
 408                         if (i == SIGSEGV)
 409                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 410                         else {
 411                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 412                                         /*
 413                                          * Autodetect.
 414                                          * This check also covers the images
 415                                          * without the ABI-tag ELF note.
 416                                          */
 417                                         if (SV_CURPROC_ABI() ==
 418                                             SV_ABI_FREEBSD &&
 419                                             p->p_osrel >= 700004) {
 420                                                 i = SIGSEGV;
 421                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 422                                         } else {
 423                                                 i = SIGBUS;
 424                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 425                                         }
 426                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 427                                         /*
 428                                          * Always compat mode.
 429                                          */
 430                                         i = SIGBUS;
 431                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 432                                 } else {
 433                                         /*
 434                                          * Always SIGSEGV mode.
 435                                          */
 436                                         i = SIGSEGV;
 437                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 438                                 }
 439                         }
 440                         break;
 441
 442                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 443                         ucode = FPE_INTDIV;
 444                         i = SIGFPE;
 445                         break;
 446
 447 #ifdef DEV_ISA
 448                 case T_NMI:
 449                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 450                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 451 #ifdef KDB
 452                                 /*
 453                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 454                                  * for debugging.
 455                                  */
 456                                 if (kdb_on_nmi) {
 457                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 458                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 459                                 }
 460 #endif /* KDB */
 461                                 goto userout;
 462                         } else if (panic_on_nmi)
 463                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 464                         break;
 465 #endif /* DEV_ISA */
 466
 467                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 468                         ucode = FPE_INTOVF;
 469                         i = SIGFPE;
 470                         break;
 471
 472                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 473                         ucode = FPE_FLTSUB;
 474                         i = SIGFPE;
 475                         break;
 476
 477                 case T_DNA:
 478                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 479                         fpudna();
 480                         goto userout;
 481
 482                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 483                         ucode = ILL_COPROC;
 484                         i = SIGILL;
 485                         break;
 486
 487                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 488                         ucode = 0; /* XXX */
 489                         i = SIGFPE;
 490                         break;
 491                 }
 492         } else {
 493                 /* kernel trap */
 494
 495                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 496                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 497                 switch (type) {
 498                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 499                         (void) trap_pfault(frame, FALSE);
 500                         goto out;
 501
 502                 case T_DNA:
 503                         /*
 504                          * The kernel is apparently using fpu for copying.
 505                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 506                          * registered such use.
 507                          */
 508                         fpudna();
 509                         printf("fpudna in kernel mode!\n");
 510                         goto out;
 511
 512                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 513                         break;
 514
 515                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 516                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 517                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 518                                 break;
 519
 520                         /*
 521                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 522                          * %rip's and %rsp's can be set up in user mode.
 523                          * This causes a fault in kernel mode when the
 524                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 525                          * to get this fault so that we can fix the
 526                          * problem here and not have to check all the
 527                          * selectors and pointers when the user changes
 528                          * them.
 529                          */
 530                         if (frame->tf_rip == (long)doreti_iret) {
 531                                 frame->tf_rip = (long)doreti_iret_fault;
 532                                 goto out;
 533                         }
 534                         if (frame->tf_rip == (long)ld_ds) {
 535 #ifdef DEBUG
 536                                 report_seg_fault("ds", frame);
 537 #endif
 538                                 frame->tf_rip = (long)ds_load_fault;
 539                                 frame->tf_ds = _udatasel;
 540                                 goto out;
 541                         }
 542                         if (frame->tf_rip == (long)ld_es) {
 543 #ifdef DEBUG
 544                                 report_seg_fault("es", frame);
 545 #endif
 546                                 frame->tf_rip = (long)es_load_fault;
 547                                 frame->tf_es = _udatasel;
 548                                 goto out;
 549                         }
 550                         if (frame->tf_rip == (long)ld_fs) {
 551 #ifdef DEBUG
 552                                 report_seg_fault("fs", frame);
 553 #endif
 554                                 frame->tf_rip = (long)fs_load_fault;
 555                                 frame->tf_fs = _ufssel;
 556                                 goto out;
 557                         }
 558                         if (frame->tf_rip == (long)ld_gs) {
 559 #ifdef DEBUG
 560                                 report_seg_fault("gs", frame);
 561 #endif
 562                                 frame->tf_rip = (long)gs_load_fault;
 563                                 frame->tf_gs = _ugssel;
 564                                 goto out;
 565                         }
 566                         if (PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 567                                 frame->tf_rip =
 568                                     (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 569                                 goto out;
 570                         }
 571                         break;
 572
 573                 case T_TSSFLT:
 574                         /*
 575                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 576                          * automatically when the kernel is entered.  This
 577                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 578                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 579                          * want to get this fault so that we can fix the
 580                          * problem here and not every time the kernel is
 581                          * entered.
 582                          */
 583                         if (frame->tf_rflags & PSL_NT) {
 584                                 frame->tf_rflags &= ~PSL_NT;
 585                                 goto out;
 586                         }
 587                         break;
 588
 589                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 590                         /*
 591                          * Ignore debug register trace traps due to
 592                          * accesses in the user's address space, which
 593                          * can happen under several conditions such as
 594                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 595                          * then passes that buffer to a system call.
 596                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 597                          * in kernel space because that is useful when
 598                          * debugging the kernel.
 599                          */
 600                         if (user_dbreg_trap()) {
 601                                 /*
 602                                  * Reset breakpoint bits because the
 603                                  * processor doesn't
 604                                  */
 605                                 /* XXX check upper bits here */
 606                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 607                                 goto out;
 608                         }
 609                         /*
 610                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 611                          */
 612                 case T_BPTFLT:
 613                         /*
 614                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 615                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 616                          */
 617 #ifdef KDB
 618                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 619                                 goto out;
 620 #endif
 621                         break;
 622
 623 #ifdef DEV_ISA
 624                 case T_NMI:
 625                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 626                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 627 #ifdef KDB
 628                                 /*
 629                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 630                                  * for debugging.
 631                                  */
 632                                 if (kdb_on_nmi) {
 633                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 634                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 635                                 }
 636 #endif /* KDB */
 637                                 goto out;
 638                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 639                                 goto out;
 640                         /* FALLTHROUGH */
 641 #endif /* DEV_ISA */
 642                 }
 643
 644                 trap_fatal(frame, 0);
 645                 goto out;
 646         }
 647
 648         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 649         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 650                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 651
 652         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 653         ksi.ksi_signo = i;
 654         ksi.ksi_code = ucode;
 655         ksi.ksi_trapno = type;
 656         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 657         trapsignal(td, &ksi);
 658
 659 #ifdef DEBUG
 660 {
 661         register_t rg,rgk, rf;
 662
 663         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 664                 uprintf("fatal process exception: %s",
 665                         trap_msg[type]);
 666                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 667                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", frame->tf_addr);
 668                 uprintf("\n");
 669         }
 670         rf = rdmsr(0xc0000100);
 671         rg = rdmsr(0xc0000101);
 672         rgk = rdmsr(0xc0000102);
 673         uprintf("pid %d TRAP %d rip %lx err %lx addr %lx cs %lx ss %lx ds %x "
 674                 "es %x fs %x fsbase %lx %lx gs %x gsbase %lx %lx %lx\n",
 675                 curproc->p_pid, type, frame->tf_rip, frame->tf_err,
 676                 frame->tf_addr,
 677                 frame->tf_cs, frame->tf_ss, frame->tf_ds, frame->tf_es,
 678                 frame->tf_fs, td->td_pcb->pcb_fsbase, rf,
 679                 frame->tf_gs, td->td_pcb->pcb_gsbase, rg, rgk);
 680 }
 681 #endif
 682
 683 user:
 684         userret(td, frame);
 685         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 686 userout:
 687 out:
 688         return;
 689 }
 690
 691 static int
 692 trap_pfault(frame, usermode)
 693         struct trapframe *frame;
 694         int usermode;
 695 {
 696         vm_offset_t va;
 697         struct vmspace *vm = NULL;
 698         vm_map_t map;
 699         int rv = 0;
 700         vm_prot_t ftype;
 701         struct thread *td = curthread;
 702         struct proc *p = td->td_proc;
 703         vm_offset_t eva = frame->tf_addr;
 704
 705         va = trunc_page(eva);
 706         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 707                 /*
 708                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 709                  */
 710                 if (usermode)
 711                         goto nogo;
 712
 713                 map = kernel_map;
 714         } else {
 715                 /*
 716                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 717                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 718                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 719                  */
 720                 if (p != NULL)
 721                         vm = p->p_vmspace;
 722
 723                 if (vm == NULL)
 724                         goto nogo;
 725
 726                 map = &vm->vm_map;
 727         }
 728
 729         /*
 730          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 731          * supported and enabled.
 732          */
 733         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 734                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 735         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 736                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 737         else
 738                 ftype = VM_PROT_READ;
 739
 740         if (map != kernel_map) {
 741                 /*
 742                  * Keep swapout from messing with us during this
 743                  *      critical time.
 744                  */
 745                 PROC_LOCK(p);
 746                 ++p->p_lock;
 747                 PROC_UNLOCK(p);
 748
 749                 /* Fault in the user page: */
 750                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 751                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 752                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 753
 754                 PROC_LOCK(p);
 755                 --p->p_lock;
 756                 PROC_UNLOCK(p);
 757         } else {
 758                 /*
 759                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 760                  * kernel.
 761                  */
 762                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 763         }
 764         if (rv == KERN_SUCCESS)
 765                 return (0);
 766 nogo:
 767         if (!usermode) {
 768                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 769                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 770                         frame->tf_rip = (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 771                         return (0);
 772                 }
 773                 trap_fatal(frame, eva);
 774                 return (-1);
 775         }
 776
 777         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 778 }
 779
 780 static void
 781 trap_fatal(frame, eva)
 782         struct trapframe *frame;
 783         vm_offset_t eva;
 784 {
 785         int code, ss;
 786         u_int type;
 787         long esp;
 788         struct soft_segment_descriptor softseg;
 789         char *msg;
 790
 791         code = frame->tf_err;
 792         type = frame->tf_trapno;
 793         sdtossd(&gdt[NGDT * PCPU_GET(cpuid) + IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)],
 794             &softseg);
 795
 796         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 797                 msg = trap_msg[type];
 798         else
 799                 msg = "UNKNOWN";
 800         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
 801             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 802 #ifdef SMP
 803         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 804         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 805         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 806 #endif
 807         if (type == T_PAGEFLT) {
 808                 printf("fault virtual address   = 0x%lx\n", eva);
 809                 printf("fault code              = %s %s %s, %s\n",
 810                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 811                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 812                         code & PGEX_I ? "instruction" : "data",
 813                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 814         }
 815         printf("instruction pointer     = 0x%lx:0x%lx\n",
 816                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_rip);
 817         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 818                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 819                 esp = frame->tf_rsp;
 820         } else {
 821                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 822                 esp = (long)&frame->tf_rsp;
 823         }
 824         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, esp);
 825         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, frame->tf_rbp);
 826         printf("code segment            = base 0x%lx, limit 0x%lx, type 0x%x\n",
 827                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 828         printf("                        = DPL %d, pres %d, long %d, def32 %d, gran %d\n",
 829                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_long, softseg.ssd_def32,
 830                softseg.ssd_gran);
 831         printf("processor eflags        = ");
 832         if (frame->tf_rflags & PSL_T)
 833                 printf("trace trap, ");
 834         if (frame->tf_rflags & PSL_I)
 835                 printf("interrupt enabled, ");
 836         if (frame->tf_rflags & PSL_NT)
 837                 printf("nested task, ");
 838         if (frame->tf_rflags & PSL_RF)
 839                 printf("resume, ");
 840         printf("IOPL = %ld\n", (frame->tf_rflags & PSL_IOPL) >> 12);
 841         printf("current process         = ");
 842         if (curproc) {
 843                 printf("%lu (%s)\n",
 844                     (u_long)curproc->p_pid, curthread->td_name ?
 845                     curthread->td_name : "");
 846         } else {
 847                 printf("Idle\n");
 848         }
 849
 850 #ifdef KDB
 851         if (debugger_on_panic || kdb_active)
 852                 if (kdb_trap(type, 0, frame))
 853                         return;
 854 #endif
 855         printf("trap number             = %d\n", type);
 856         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 857                 panic("%s", trap_msg[type]);
 858         else
 859                 panic("unknown/reserved trap");
 860 }
 861
 862 /*
 863  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 864  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 865  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 866  * for example).
 867  */
 868 void
 869 dblfault_handler(struct trapframe *frame)
 870 {
 871 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 872         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
 873                 (*dtrace_doubletrap_func)();
 874 #endif
 875         printf("\nFatal double fault\n");
 876         printf("rip = 0x%lx\n", frame->tf_rip);
 877         printf("rsp = 0x%lx\n", frame->tf_rsp);
 878         printf("rbp = 0x%lx\n", frame->tf_rbp);
 879 #ifdef SMP
 880         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 881         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 882         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 883 #endif
 884         panic("double fault");
 885 }
 886
 887 /*
 888  *      syscall -       system call request C handler
 889  *
 890  *      A system call is essentially treated as a trap.
 891  */
 892 void
 893 syscall(struct trapframe *frame)
 894 {
 895         caddr_t params;
 896         struct sysent *callp;
 897         struct thread *td = curthread;
 898         struct proc *p = td->td_proc;
 899         register_t orig_tf_rflags;
 900         int error;
 901         int narg;
 902         register_t args[8];
 903         register_t *argp;
 904         u_int code;
 905         int reg, regcnt;
 906         ksiginfo_t ksi;
 907
 908         PCPU_INC(cnt.v_syscall);
 909
 910 #ifdef DIAGNOSTIC
 911         if (ISPL(frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
 912                 panic("syscall");
 913                 /* NOT REACHED */
 914         }
 915 #endif
 916
 917         reg = 0;
 918         regcnt = 6;
 919         td->td_pticks = 0;
 920         td->td_frame = frame;
 921         if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 922                 cred_update_thread(td);
 923         params = (caddr_t)frame->tf_rsp + sizeof(register_t);
 924         code = frame->tf_rax;
 925         orig_tf_rflags = frame->tf_rflags;
 926
 927         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 928                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(frame, (int *)args, &code, &params);
 929         } else {
 930                 if (code == SYS_syscall || code == SYS___syscall) {
 931                         code = frame->tf_rdi;
 932                         reg++;
 933                         regcnt--;
 934                 }
 935         }
 936
 937         if (p->p_sysent->sv_mask)
 938                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
 939
 940         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
 941                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 942         else
 943                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
 944
 945         narg = callp->sy_narg;
 946         KASSERT(narg <= sizeof(args) / sizeof(args[0]),
 947             ("Too many syscall arguments!"));
 948         error = 0;
 949         argp = &frame->tf_rdi;
 950         argp += reg;
 951         bcopy(argp, args, sizeof(args[0]) * regcnt);
 952         if (narg > regcnt) {
 953                 KASSERT(params != NULL, ("copyin args with no params!"));
 954                 error = copyin(params, &args[regcnt],
 955                         (narg - regcnt) * sizeof(args[0]));
 956         }
 957         argp = &args[0];
 958
 959 #ifdef KTRACE
 960         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
 961                 ktrsyscall(code, narg, argp);
 962 #endif
 963
 964         CTR4(KTR_SYSC, "syscall enter thread %p pid %d proc %s code %d", td,
 965             td->td_proc->p_pid, td->td_name, code);
 966
 967         td->td_syscalls++;
 968
 969         if (error == 0) {
 970                 td->td_retval[0] = 0;
 971                 td->td_retval[1] = frame->tf_rdx;
 972
 973                 STOPEVENT(p, S_SCE, narg);
 974
 975                 PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCE);
 976
 977 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 978                 /*
 979                  * If the systrace module has registered it's probe
 980                  * callback and if there is a probe active for the
 981                  * syscall 'entry', process the probe.
 982                  */
 983                 if (systrace_probe_func != NULL && callp->sy_entry != 0)
 984                         (*systrace_probe_func)(callp->sy_entry, code, callp,
 985                             args);
 986 #endif
 987
 988                 AUDIT_SYSCALL_ENTER(code, td);
 989                 error = (*callp->sy_call)(td, argp);
 990                 AUDIT_SYSCALL_EXIT(error, td);
 991
 992                 /* Save the latest error return value. */
 993                 td->td_errno = error;
 994
 995 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 996                 /*
 997                  * If the systrace module has registered it's probe
 998                  * callback and if there is a probe active for the
 999                  * syscall 'return', process the probe.
1000                  */
1001                 if (systrace_probe_func != NULL && callp->sy_return != 0)
1002                         (*systrace_probe_func)(callp->sy_return, code, callp,
1003                             args);
1004 #endif
1005         }
1006
1007         switch (error) {
1008         case 0:
1009                 frame->tf_rax = td->td_retval[0];
1010                 frame->tf_rdx = td->td_retval[1];
1011                 frame->tf_rflags &= ~PSL_C;
1012                 break;
1013
1014         case ERESTART:
1015                 /*
1016                  * Reconstruct pc, we know that 'syscall' is 2 bytes.
1017                  * We have to do a full context restore so that %r10
1018                  * (which was holding the value of %rcx) is restored for
1019                  * the next iteration.
1020                  */
1021                 frame->tf_rip -= frame->tf_err;
1022                 frame->tf_r10 = frame->tf_rcx;
1023                 td->td_pcb->pcb_flags |= PCB_FULLCTX;
1024                 break;
1025
1026         case EJUSTRETURN:
1027                 break;
1028
1029         default:
1030                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1031                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1032                                 error = -1;     /* XXX */
1033                         else
1034                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1035                 }
1036                 frame->tf_rax = error;
1037                 frame->tf_rflags |= PSL_C;
1038                 break;
1039         }
1040
1041         /*
1042          * Traced syscall.
1043          */
1044         if (orig_tf_rflags & PSL_T) {
1045                 frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
1046                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
1047                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
1048                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
1049                 ksi.ksi_addr = (void *)frame->tf_rip;
1050                 trapsignal(td, &ksi);
1051         }
1052
1053         /*
1054          * Check for misbehavior.
1055          */
1056         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "System call %s returning",
1057             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???");
1058         KASSERT(td->td_critnest == 0,
1059             ("System call %s returning in a critical section",
1060             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???"));
1061         KASSERT(td->td_locks == 0,
1062             ("System call %s returning with %d locks held",
1063             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???",
1064             td->td_locks));
1065
1066         /*
1067          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1068          */
1069         userret(td, frame);
1070
1071         CTR4(KTR_SYSC, "syscall exit thread %p pid %d proc %s code %d", td,
1072             td->td_proc->p_pid, td->td_name, code);
1073
1074 #ifdef KTRACE
1075         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1076                 ktrsysret(code, error, td->td_retval[0]);
1077 #endif
1078
1079         /*
1080          * This works because errno is findable through the
1081          * register set.  If we ever support an emulation where this
1082          * is not the case, this code will need to be revisited.
1083          */
1084         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1085
1086         PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCX);
1087 }