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
  80 #include <vm/vm.h>
  81 #include <vm/vm_param.h>
  82 #include <vm/pmap.h>
  83 #include <vm/vm_kern.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_page.h>
  86 #include <vm/vm_extern.h>
  87
  88 #include <machine/cpu.h>
  89 #include <machine/intr_machdep.h>
  90 #include <machine/mca.h>
  91 #include <machine/md_var.h>
  92 #include <machine/pcb.h>
  93 #ifdef SMP
  94 #include <machine/smp.h>
  95 #endif
  96 #include <machine/tss.h>
  97
  98 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  99 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 100
 101 /*
 102  * This is a hook which is initialised by the dtrace module
 103  * to handle traps which might occur during DTrace probe
 104  * execution.
 105  */
 106 dtrace_trap_func_t      dtrace_trap_func;
 107
 108 dtrace_doubletrap_func_t        dtrace_doubletrap_func;
 109
 110 /*
 111  * This is a hook which is initialised by the systrace module
 112  * when it is loaded. This keeps the DTrace syscall provider
 113  * implementation opaque.
 114  */
 115 systrace_probe_func_t   systrace_probe_func;
 116
 117 /*
 118  * These hooks are necessary for the pid, usdt and fasttrap providers.
 119  */
 120 dtrace_fasttrap_probe_ptr_t     dtrace_fasttrap_probe_ptr;
 121 dtrace_pid_probe_ptr_t          dtrace_pid_probe_ptr;
 122 dtrace_return_probe_ptr_t       dtrace_return_probe_ptr;
 123 #endif
 124
 125 extern void trap(struct trapframe *frame);
 126 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 127 void dblfault_handler(struct trapframe *frame);
 128
 129 static int trap_pfault(struct trapframe *, int);
 130 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 131
 132 #define MAX_TRAP_MSG            33
 133 static char *trap_msg[] = {
 134         "",                                     /*  0 unused */
 135         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 136         "",                                     /*  2 unused */
 137         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 138         "",                                     /*  4 unused */
 139         "",                                     /*  5 unused */
 140         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 141         "",                                     /*  7 unused */
 142         "",                                     /*  8 unused */
 143         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 144         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 145         "",                                     /* 11 unused */
 146         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 147         "",                                     /* 13 unused */
 148         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 149         "",                                     /* 15 unused */
 150         "",                                     /* 16 unused */
 151         "",                                     /* 17 unused */
 152         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 153         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 154         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 155         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 156         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 157         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 158         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 159         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 160         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 161         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 162         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 163         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 164         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 165         "",                                     /* 31 unused (reserved) */
 166         "DTrace pid return trap",               /* 32 T_DTRACE_RET */
 167         "DTrace fasttrap probe trap",           /* 33 T_DTRACE_PROBE */
 168 };
 169
 170 #ifdef KDB
 171 static int kdb_on_nmi = 1;
 172 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 173         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 174 TUNABLE_INT("machdep.kdb_on_nmi", &kdb_on_nmi);
 175 #endif
 176 static int panic_on_nmi = 1;
 177 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 178         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 179 TUNABLE_INT("machdep.panic_on_nmi", &panic_on_nmi);
 180 static int prot_fault_translation = 0;
 181 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 182         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 183
 184 /*
 185  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 186  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 187  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 188  * frame after the exception has been processed.
 189  */
 190
 191 void
 192 trap(struct trapframe *frame)
 193 {
 194         struct thread *td = curthread;
 195         struct proc *p = td->td_proc;
 196         int i = 0, ucode = 0, code;
 197         u_int type;
 198         register_t addr = 0;
 199         ksiginfo_t ksi;
 200
 201         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 202         type = frame->tf_trapno;
 203
 204 #ifdef SMP
 205         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 206         if (type == T_NMI) {
 207                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 208                            goto out;
 209         }
 210 #endif /* SMP */
 211
 212 #ifdef KDB
 213         if (kdb_active) {
 214                 kdb_reenter();
 215                 goto out;
 216         }
 217 #endif
 218
 219         if (type == T_RESERVED) {
 220                 trap_fatal(frame, 0);
 221                 goto out;
 222         }
 223
 224 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 225         /*
 226          * CPU PMCs interrupt using an NMI.  If the PMC module is
 227          * active, pass the 'rip' value to the PMC module's interrupt
 228          * handler.  A return value of '1' from the handler means that
 229          * the NMI was handled by it and we can return immediately.
 230          */
 231         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 232             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 233                 goto out;
 234 #endif
 235
 236         if (type == T_MCHK) {
 237                 mca_intr();
 238                 goto out;
 239         }
 240
 241 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 242         /*
 243          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 244          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 245          * a flag in it's per-cpu flags to indicate that it doesn't
 246          * want to fault. On returning from the probe, the no-fault
 247          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 248          *
 249          * If the DTrace kernel module has registered a trap handler,
 250          * call it and if it returns non-zero, assume that it has
 251          * handled the trap and modified the trap frame so that this
 252          * function can return normally.
 253          */
 254         if (type == T_DTRACE_PROBE || type == T_DTRACE_RET ||
 255             type == T_BPTFLT) {
 256                 struct reg regs;
 257
 258                 fill_frame_regs(frame, &regs);
 259                 if (type == T_DTRACE_PROBE &&
 260                     dtrace_fasttrap_probe_ptr != NULL &&
 261                     dtrace_fasttrap_probe_ptr(&regs) == 0)
 262                         goto out;
 263                 else if (type == T_BPTFLT &&
 264                     dtrace_pid_probe_ptr != NULL &&
 265                     dtrace_pid_probe_ptr(&regs) == 0)
 266                         goto out;
 267                 else if (type == T_DTRACE_RET &&
 268                     dtrace_return_probe_ptr != NULL &&
 269                     dtrace_return_probe_ptr(&regs) == 0)
 270                         goto out;
 271         }
 272         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, type))
 273                 goto out;
 274 #endif
 275
 276         if ((frame->tf_rflags & PSL_I) == 0) {
 277                 /*
 278                  * Buggy application or kernel code has disabled
 279                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 280                  * now is wrong, but it is better than running with
 281                  * interrupts disabled until they are accidentally
 282                  * enabled later.
 283                  */
 284                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL)
 285                         uprintf(
 286                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 287                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 288                 else if (type != T_NMI && type != T_BPTFLT &&
 289                     type != T_TRCTRAP) {
 290                         /*
 291                          * XXX not quite right, since this may be for a
 292                          * multiple fault in user mode.
 293                          */
 294                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 295                             type);
 296
 297                         /*
 298                          * We shouldn't enable interrupts while holding a
 299                          * spin lock.
 300                          */
 301                         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 302                                 enable_intr();
 303                 }
 304         }
 305
 306         code = frame->tf_err;
 307
 308         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 309                 /* user trap */
 310
 311                 td->td_pticks = 0;
 312                 td->td_frame = frame;
 313                 addr = frame->tf_rip;
 314                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 315                         cred_update_thread(td);
 316
 317                 switch (type) {
 318                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 319                         i = SIGILL;
 320                         ucode = ILL_PRVOPC;
 321                         break;
 322
 323                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 324                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 325                         enable_intr();
 326                         frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
 327                         i = SIGTRAP;
 328                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 329                         break;
 330
 331                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 332                         ucode = fputrap();
 333                         if (ucode == -1)
 334                                 goto userout;
 335                         i = SIGFPE;
 336                         break;
 337
 338                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 339                         i = SIGBUS;
 340                         ucode = BUS_OBJERR;
 341                         break;
 342                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 343                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 344                         i = SIGBUS;
 345                         ucode = BUS_ADRERR;
 346                         break;
 347                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 348                         i = SIGBUS;
 349                         ucode = BUS_OBJERR;
 350                         break;
 351                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 352                 default:
 353                         i = SIGBUS;
 354                         ucode = BUS_OBJERR;
 355                         break;
 356
 357                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 358                         addr = frame->tf_addr;
 359                         i = trap_pfault(frame, TRUE);
 360                         if (i == -1)
 361                                 goto userout;
 362                         if (i == 0)
 363                                 goto user;
 364
 365                         if (i == SIGSEGV)
 366                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 367                         else {
 368                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 369                                         /*
 370                                          * Autodetect.
 371                                          * This check also covers the images
 372                                          * without the ABI-tag ELF note.
 373                                          */
 374                                         if (SV_CURPROC_ABI() == SV_ABI_FREEBSD
 375                                             && p->p_osrel >= P_OSREL_SIGSEGV) {
 376                                                 i = SIGSEGV;
 377                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 378                                         } else {
 379                                                 i = SIGBUS;
 380                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 381                                         }
 382                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 383                                         /*
 384                                          * Always compat mode.
 385                                          */
 386                                         i = SIGBUS;
 387                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 388                                 } else {
 389                                         /*
 390                                          * Always SIGSEGV mode.
 391                                          */
 392                                         i = SIGSEGV;
 393                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 394                                 }
 395                         }
 396                         break;
 397
 398                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 399                         ucode = FPE_INTDIV;
 400                         i = SIGFPE;
 401                         break;
 402
 403 #ifdef DEV_ISA
 404                 case T_NMI:
 405                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 406                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 407 #ifdef KDB
 408                                 /*
 409                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 410                                  * for debugging.
 411                                  */
 412                                 if (kdb_on_nmi) {
 413                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 414                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 415                                 }
 416 #endif /* KDB */
 417                                 goto userout;
 418                         } else if (panic_on_nmi)
 419                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 420                         break;
 421 #endif /* DEV_ISA */
 422
 423                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 424                         ucode = FPE_INTOVF;
 425                         i = SIGFPE;
 426                         break;
 427
 428                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 429                         ucode = FPE_FLTSUB;
 430                         i = SIGFPE;
 431                         break;
 432
 433                 case T_DNA:
 434                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 435                         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 436                             ("kernel FPU ctx has leaked"));
 437                         fpudna();
 438                         goto userout;
 439
 440                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 441                         ucode = ILL_COPROC;
 442                         i = SIGILL;
 443                         break;
 444
 445                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 446                         ucode = 0; /* XXX */
 447                         i = SIGFPE;
 448                         break;
 449                 }
 450         } else {
 451                 /* kernel trap */
 452
 453                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 454                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 455                 switch (type) {
 456                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 457                         (void) trap_pfault(frame, FALSE);
 458                         goto out;
 459
 460                 case T_DNA:
 461                         KASSERT(!PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 462                             ("Unregistered use of FPU in kernel"));
 463                         fpudna();
 464                         goto out;
 465
 466                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 467                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 468                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 469                         /*
 470                          * XXXKIB for now disable any FPU traps in kernel
 471                          * handler registration seems to be overkill
 472                          */
 473                         trap_fatal(frame, 0);
 474                         goto out;
 475
 476                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 477                         break;
 478
 479                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 480                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 481                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 482                                 break;
 483
 484                         /*
 485                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 486                          * %rip's and %rsp's can be set up in user mode.
 487                          * This causes a fault in kernel mode when the
 488                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 489                          * to get this fault so that we can fix the
 490                          * problem here and not have to check all the
 491                          * selectors and pointers when the user changes
 492                          * them.
 493                          */
 494                         if (frame->tf_rip == (long)doreti_iret) {
 495                                 frame->tf_rip = (long)doreti_iret_fault;
 496                                 goto out;
 497                         }
 498                         if (frame->tf_rip == (long)ld_ds) {
 499                                 frame->tf_rip = (long)ds_load_fault;
 500                                 goto out;
 501                         }
 502                         if (frame->tf_rip == (long)ld_es) {
 503                                 frame->tf_rip = (long)es_load_fault;
 504                                 goto out;
 505                         }
 506                         if (frame->tf_rip == (long)ld_fs) {
 507                                 frame->tf_rip = (long)fs_load_fault;
 508                                 goto out;
 509                         }
 510                         if (frame->tf_rip == (long)ld_gs) {
 511                                 frame->tf_rip = (long)gs_load_fault;
 512                                 goto out;
 513                         }
 514                         if (frame->tf_rip == (long)ld_gsbase) {
 515                                 frame->tf_rip = (long)gsbase_load_fault;
 516                                 goto out;
 517                         }
 518                         if (frame->tf_rip == (long)ld_fsbase) {
 519                                 frame->tf_rip = (long)fsbase_load_fault;
 520                                 goto out;
 521                         }
 522                         if (PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 523                                 frame->tf_rip =
 524                                     (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 525                                 goto out;
 526                         }
 527                         break;
 528
 529                 case T_TSSFLT:
 530                         /*
 531                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 532                          * automatically when the kernel is entered.  This
 533                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 534                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 535                          * want to get this fault so that we can fix the
 536                          * problem here and not every time the kernel is
 537                          * entered.
 538                          */
 539                         if (frame->tf_rflags & PSL_NT) {
 540                                 frame->tf_rflags &= ~PSL_NT;
 541                                 goto out;
 542                         }
 543                         break;
 544
 545                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 546                         /*
 547                          * Ignore debug register trace traps due to
 548                          * accesses in the user's address space, which
 549                          * can happen under several conditions such as
 550                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 551                          * then passes that buffer to a system call.
 552                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 553                          * in kernel space because that is useful when
 554                          * debugging the kernel.
 555                          */
 556                         if (user_dbreg_trap()) {
 557                                 /*
 558                                  * Reset breakpoint bits because the
 559                                  * processor doesn't
 560                                  */
 561                                 /* XXX check upper bits here */
 562                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 563                                 goto out;
 564                         }
 565                         /*
 566                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 567                          */
 568                 case T_BPTFLT:
 569                         /*
 570                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 571                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 572                          */
 573 #ifdef KDB
 574                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 575                                 goto out;
 576 #endif
 577                         break;
 578
 579 #ifdef DEV_ISA
 580                 case T_NMI:
 581                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 582                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 583 #ifdef KDB
 584                                 /*
 585                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 586                                  * for debugging.
 587                                  */
 588                                 if (kdb_on_nmi) {
 589                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 590                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 591                                 }
 592 #endif /* KDB */
 593                                 goto out;
 594                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 595                                 goto out;
 596                         /* FALLTHROUGH */
 597 #endif /* DEV_ISA */
 598                 }
 599
 600                 trap_fatal(frame, 0);
 601                 goto out;
 602         }
 603
 604         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 605         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 606                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 607
 608         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 609         ksi.ksi_signo = i;
 610         ksi.ksi_code = ucode;
 611         ksi.ksi_trapno = type;
 612         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 613         KASSERT((read_rflags() & PSL_I) != 0, ("interrupts disabled"));
 614         trapsignal(td, &ksi);
 615
 616 user:
 617         userret(td, frame);
 618         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 619         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 620             ("Return from trap with kernel FPU ctx leaked"));
 621 userout:
 622 out:
 623         return;
 624 }
 625
 626 static int
 627 trap_pfault(frame, usermode)
 628         struct trapframe *frame;
 629         int usermode;
 630 {
 631         vm_offset_t va;
 632         struct vmspace *vm = NULL;
 633         vm_map_t map;
 634         int rv = 0;
 635         vm_prot_t ftype;
 636         struct thread *td = curthread;
 637         struct proc *p = td->td_proc;
 638         vm_offset_t eva = frame->tf_addr;
 639
 640         if (__predict_false((td->td_pflags & TDP_NOFAULTING) != 0)) {
 641                 /*
 642                  * Due to both processor errata and lazy TLB invalidation when
 643                  * access restrictions are removed from virtual pages, memory
 644                  * accesses that are allowed by the physical mapping layer may
 645                  * nonetheless cause one spurious page fault per virtual page.
 646                  * When the thread is executing a "no faulting" section that
 647                  * is bracketed by vm_fault_{disable,enable}_pagefaults(),
 648                  * every page fault is treated as a spurious page fault,
 649                  * unless it accesses the same virtual address as the most
 650                  * recent page fault within the same "no faulting" section.
 651                  */
 652                 if (td->td_md.md_spurflt_addr != eva ||
 653                     (td->td_pflags & TDP_RESETSPUR) != 0) {
 654                         /*
 655                          * Do nothing to the TLB.  A stale TLB entry is
 656                          * flushed automatically by a page fault.
 657                          */
 658                         td->td_md.md_spurflt_addr = eva;
 659                         td->td_pflags &= ~TDP_RESETSPUR;
 660                         return (0);
 661                 }
 662         } else {
 663                 /*
 664                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 665                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 666                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 667                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 668                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 669                  * to the debugger.
 670                  *
 671                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 672                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 673                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 674                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 675                  * fatal trap handling directly.
 676                  */
 677                 if (td->td_critnest != 0 ||
 678                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 679                     "Kernel page fault") != 0) {
 680                         trap_fatal(frame, eva);
 681                         return (-1);
 682                 }
 683         }
 684         va = trunc_page(eva);
 685         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 686                 /*
 687                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 688                  */
 689                 if (usermode)
 690                         goto nogo;
 691
 692                 map = kernel_map;
 693         } else {
 694                 /*
 695                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 696                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 697                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 698                  */
 699                 if (p != NULL)
 700                         vm = p->p_vmspace;
 701
 702                 if (vm == NULL)
 703                         goto nogo;
 704
 705                 map = &vm->vm_map;
 706
 707                 /*
 708                  * When accessing a usermode address, kernel must be
 709                  * ready to accept the page fault, and provide a
 710                  * handling routine.  Since accessing the address
 711                  * without the handler is a bug, do not try to handle
 712                  * it normally, and panic immediately.
 713                  */
 714                 if (!usermode && (td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 715                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault == NULL)) {
 716                         trap_fatal(frame, eva);
 717                         return (-1);
 718                 }
 719         }
 720
 721         /*
 722          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 723          * supported and enabled.
 724          */
 725         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 726                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 727         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 728                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 729         else
 730                 ftype = VM_PROT_READ;
 731
 732         if (map != kernel_map) {
 733                 /*
 734                  * Keep swapout from messing with us during this
 735                  *      critical time.
 736                  */
 737                 PROC_LOCK(p);
 738                 ++p->p_lock;
 739                 PROC_UNLOCK(p);
 740
 741                 /* Fault in the user page: */
 742                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 743                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 744                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 745
 746                 PROC_LOCK(p);
 747                 --p->p_lock;
 748                 PROC_UNLOCK(p);
 749         } else {
 750                 /*
 751                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 752                  * kernel.
 753                  */
 754                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 755         }
 756         if (rv == KERN_SUCCESS)
 757                 return (0);
 758 nogo:
 759         if (!usermode) {
 760                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 761                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 762                         frame->tf_rip = (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 763                         return (0);
 764                 }
 765                 trap_fatal(frame, eva);
 766                 return (-1);
 767         }
 768
 769         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 770 }
 771
 772 static void
 773 trap_fatal(frame, eva)
 774         struct trapframe *frame;
 775         vm_offset_t eva;
 776 {
 777         int code, ss;
 778         u_int type;
 779         long esp;
 780         struct soft_segment_descriptor softseg;
 781         char *msg;
 782
 783         code = frame->tf_err;
 784         type = frame->tf_trapno;
 785         sdtossd(&gdt[NGDT * PCPU_GET(cpuid) + IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)],
 786             &softseg);
 787
 788         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 789                 msg = trap_msg[type];
 790         else
 791                 msg = "UNKNOWN";
 792         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
 793             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 794 #ifdef SMP
 795         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 796         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 797         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 798 #endif
 799         if (type == T_PAGEFLT) {
 800                 printf("fault virtual address   = 0x%lx\n", eva);
 801                 printf("fault code              = %s %s %s, %s\n",
 802                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 803                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 804                         code & PGEX_I ? "instruction" : "data",
 805                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 806         }
 807         printf("instruction pointer     = 0x%lx:0x%lx\n",
 808                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_rip);
 809         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 810                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 811                 esp = frame->tf_rsp;
 812         } else {
 813                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 814                 esp = (long)&frame->tf_rsp;
 815         }
 816         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, esp);
 817         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, frame->tf_rbp);
 818         printf("code segment            = base 0x%lx, limit 0x%lx, type 0x%x\n",
 819                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 820         printf("                        = DPL %d, pres %d, long %d, def32 %d, gran %d\n",
 821                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_long, softseg.ssd_def32,
 822                softseg.ssd_gran);
 823         printf("processor eflags        = ");
 824         if (frame->tf_rflags & PSL_T)
 825                 printf("trace trap, ");
 826         if (frame->tf_rflags & PSL_I)
 827                 printf("interrupt enabled, ");
 828         if (frame->tf_rflags & PSL_NT)
 829                 printf("nested task, ");
 830         if (frame->tf_rflags & PSL_RF)
 831                 printf("resume, ");
 832         printf("IOPL = %ld\n", (frame->tf_rflags & PSL_IOPL) >> 12);
 833         printf("current process         = ");
 834         if (curproc) {
 835                 printf("%lu (%s)\n",
 836                     (u_long)curproc->p_pid, curthread->td_name ?
 837                     curthread->td_name : "");
 838         } else {
 839                 printf("Idle\n");
 840         }
 841
 842 #ifdef KDB
 843         if (debugger_on_panic || kdb_active)
 844                 if (kdb_trap(type, 0, frame))
 845                         return;
 846 #endif
 847         printf("trap number             = %d\n", type);
 848         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 849                 panic("%s", trap_msg[type]);
 850         else
 851                 panic("unknown/reserved trap");
 852 }
 853
 854 /*
 855  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 856  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 857  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 858  * for example).
 859  */
 860 void
 861 dblfault_handler(struct trapframe *frame)
 862 {
 863 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 864         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
 865                 (*dtrace_doubletrap_func)();
 866 #endif
 867         printf("\nFatal double fault\n");
 868         printf("rip = 0x%lx\n", frame->tf_rip);
 869         printf("rsp = 0x%lx\n", frame->tf_rsp);
 870         printf("rbp = 0x%lx\n", frame->tf_rbp);
 871 #ifdef SMP
 872         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 873         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 874         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 875 #endif
 876         panic("double fault");
 877 }
 878
 879 int
 880 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 881 {
 882         struct proc *p;
 883         struct trapframe *frame;
 884         register_t *argp;
 885         caddr_t params;
 886         int reg, regcnt, error;
 887
 888         p = td->td_proc;
 889         frame = td->td_frame;
 890         reg = 0;
 891         regcnt = 6;
 892
 893         params = (caddr_t)frame->tf_rsp + sizeof(register_t);
 894         sa->code = frame->tf_rax;
 895
 896         if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
 897                 sa->code = frame->tf_rdi;
 898                 reg++;
 899                 regcnt--;
 900         }
 901         if (p->p_sysent->sv_mask)
 902                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 903
 904         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 905                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 906         else
 907                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 908
 909         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 910         KASSERT(sa->narg <= sizeof(sa->args) / sizeof(sa->args[0]),
 911             ("Too many syscall arguments!"));
 912         error = 0;
 913         argp = &frame->tf_rdi;
 914         argp += reg;
 915         bcopy(argp, sa->args, sizeof(sa->args[0]) * regcnt);
 916         if (sa->narg > regcnt) {
 917                 KASSERT(params != NULL, ("copyin args with no params!"));
 918                 error = copyin(params, &sa->args[regcnt],
 919                     (sa->narg - regcnt) * sizeof(sa->args[0]));
 920         }
 921
 922         if (error == 0) {
 923                 td->td_retval[0] = 0;
 924                 td->td_retval[1] = frame->tf_rdx;
 925         }
 926
 927         return (error);
 928 }
 929
 930 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 931
 932 /*
 933  *      syscall -       system call request C handler
 934  *
 935  *      A system call is essentially treated as a trap.
 936  */
 937 void
 938 amd64_syscall(struct thread *td, int traced)
 939 {
 940         struct syscall_args sa;
 941         int error;
 942         ksiginfo_t ksi;
 943
 944 #ifdef DIAGNOSTIC
 945         if (ISPL(td->td_frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
 946                 panic("syscall");
 947                 /* NOT REACHED */
 948         }
 949 #endif
 950         error = syscallenter(td, &sa);
 951
 952         /*
 953          * Traced syscall.
 954          */
 955         if (__predict_false(traced)) {
 956                 td->td_frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
 957                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 958                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 959                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
 960                 ksi.ksi_addr = (void *)td->td_frame->tf_rip;
 961                 trapsignal(td, &ksi);
 962         }
 963
 964         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 965             ("System call %s returing with kernel FPU ctx leaked",
 966              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
 967         KASSERT(td->td_pcb->pcb_save == get_pcb_user_save_td(td),
 968             ("System call %s returning with mangled pcb_save",
 969              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
 970
 971         syscallret(td, error, &sa);
 972
 973         /*
 974          * If the user-supplied value of %rip is not a canonical
 975          * address, then some CPUs will trigger a ring 0 #GP during
 976          * the sysret instruction.  However, the fault handler would
 977          * execute with the user's %gs and %rsp in ring 0 which would
 978          * not be safe.  Instead, preemptively kill the thread with a
 979          * SIGBUS.
 980          */
 981         if (td->td_frame->tf_rip >= VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 982                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 983                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 984                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 985                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 986                 ksi.ksi_addr = (void *)td->td_frame->tf_rip;
 987                 trapsignal(td, &ksi);
 988         }
 989 }