]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/arm64/arm64/trap.c
Upgrade our copies of clang, llvm, lld, lldb, compiler-rt and libc++ to
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / arm64 / arm64 / trap.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
24  * SUCH DAMAGE.
25  *
26  */
27
28 #include <sys/cdefs.h>
29 __FBSDID("$FreeBSD$");
30
31 #include <sys/param.h>
32 #include <sys/systm.h>
33 #include <sys/kernel.h>
34 #include <sys/lock.h>
35 #include <sys/mutex.h>
36 #include <sys/pioctl.h>
37 #include <sys/proc.h>
38 #include <sys/ptrace.h>
39 #include <sys/syscall.h>
40 #include <sys/sysent.h>
41 #ifdef KDB
42 #include <sys/kdb.h>
43 #endif
44
45 #include <vm/vm.h>
46 #include <vm/pmap.h>
47 #include <vm/vm_kern.h>
48 #include <vm/vm_map.h>
49 #include <vm/vm_param.h>
50 #include <vm/vm_extern.h>
51
52 #include <machine/frame.h>
53 #include <machine/pcb.h>
54 #include <machine/pcpu.h>
55 #include <machine/undefined.h>
56
57 #ifdef KDTRACE_HOOKS
58 #include <sys/dtrace_bsd.h>
59 #endif
60
61 #ifdef VFP
62 #include <machine/vfp.h>
63 #endif
64
65 #ifdef KDB
66 #include <machine/db_machdep.h>
67 #endif
68
69 #ifdef DDB
70 #include <ddb/db_output.h>
71 #endif
72
73 extern register_t fsu_intr_fault;
74
75 /* Called from exception.S */
76 void do_el1h_sync(struct thread *, struct trapframe *);
77 void do_el0_sync(struct thread *, struct trapframe *);
78 void do_el0_error(struct trapframe *);
79 void do_serror(struct trapframe *);
80 void unhandled_exception(struct trapframe *);
81
82 static void print_registers(struct trapframe *frame);
83
84 int (*dtrace_invop_jump_addr)(struct trapframe *);
85
86 static __inline void
87 call_trapsignal(struct thread *td, int sig, int code, void *addr)
88 {
89         ksiginfo_t ksi;
90
91         ksiginfo_init_trap(&ksi);
92         ksi.ksi_signo = sig;
93         ksi.ksi_code = code;
94         ksi.ksi_addr = addr;
95         trapsignal(td, &ksi);
96 }
97
98 int
99 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td)
100 {
101         struct proc *p;
102         register_t *ap;
103         struct syscall_args *sa;
104         int nap;
105
106         nap = 8;
107         p = td->td_proc;
108         ap = td->td_frame->tf_x;
109         sa = &td->td_sa;
110
111         sa->code = td->td_frame->tf_x[8];
112
113         if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
114                 sa->code = *ap++;
115                 nap--;
116         }
117
118         if (p->p_sysent->sv_mask)
119                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
120         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
121                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
122         else
123                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
124
125         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
126         memcpy(sa->args, ap, nap * sizeof(register_t));
127         if (sa->narg > nap)
128                 panic("ARM64TODO: Could we have more than 8 args?");
129
130         td->td_retval[0] = 0;
131         td->td_retval[1] = 0;
132
133         return (0);
134 }
135
136 #include "../../kern/subr_syscall.c"
137
138 static void
139 svc_handler(struct thread *td, struct trapframe *frame)
140 {
141         int error;
142
143         if ((frame->tf_esr & ESR_ELx_ISS_MASK) == 0) {
144                 error = syscallenter(td);
145                 syscallret(td, error);
146         } else {
147                 call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_ILLOPN, (void *)frame->tf_elr);
148                 userret(td, frame);
149         }
150 }
151
152 static void
153 data_abort(struct thread *td, struct trapframe *frame, uint64_t esr,
154     uint64_t far, int lower)
155 {
156         struct vm_map *map;
157         struct proc *p;
158         struct pcb *pcb;
159         vm_prot_t ftype;
160         vm_offset_t va;
161         int error, sig, ucode;
162 #ifdef KDB
163         bool handled;
164 #endif
165
166         /*
167          * According to the ARMv8-A rev. A.g, B2.10.5 "Load-Exclusive
168          * and Store-Exclusive instruction usage restrictions", state
169          * of the exclusive monitors after data abort exception is unknown.
170          */
171         clrex();
172
173 #ifdef KDB
174         if (kdb_active) {
175                 kdb_reenter();
176                 return;
177         }
178 #endif
179
180         pcb = td->td_pcb;
181         p = td->td_proc;
182         if (lower)
183                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
184         else {
185                 /* The top bit tells us which range to use */
186                 if (far >= VM_MAXUSER_ADDRESS) {
187                         map = kernel_map;
188                 } else {
189                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
190                         if (map == NULL)
191                                 map = kernel_map;
192                 }
193         }
194
195         /*
196          * The call to pmap_fault can be dangerous when coming from the
197          * kernel as it may be not be able to lock the pmap to check if
198          * the address is now valid. Because of this we filter the cases
199          * when we are not going to see superpage activity.
200          */
201         if (!lower) {
202                 /*
203                  * We may fault in a DMAP region due to a superpage being
204                  * unmapped when the access took place.
205                  */
206                 if (map == kernel_map && !VIRT_IN_DMAP(far))
207                         goto no_pmap_fault;
208                 /*
209                  * We can also fault in the userspace handling functions,
210                  * e.g. copyin. In these cases we will have set a fault
211                  * handler so we can check if this is set before calling
212                  * pmap_fault.
213                  */
214                 if (map != kernel_map && pcb->pcb_onfault == 0)
215                         goto no_pmap_fault;
216         }
217
218         if (pmap_fault(map->pmap, esr, far) == KERN_SUCCESS)
219                 return;
220
221 no_pmap_fault:
222         KASSERT(td->td_md.md_spinlock_count == 0,
223             ("data abort with spinlock held"));
224         if (td->td_critnest != 0 || WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK |
225             WARN_GIANTOK, NULL, "Kernel page fault") != 0) {
226                 print_registers(frame);
227                 printf(" far: %16lx\n", far);
228                 printf(" esr:         %.8lx\n", esr);
229                 panic("data abort in critical section or under mutex");
230         }
231
232         va = trunc_page(far);
233         ftype = ((esr >> 6) & 1) ? VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE : VM_PROT_READ;
234
235         /* Fault in the page. */
236         error = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
237         if (error != KERN_SUCCESS) {
238                 if (lower) {
239                         sig = SIGSEGV;
240                         if (error == KERN_PROTECTION_FAILURE)
241                                 ucode = SEGV_ACCERR;
242                         else
243                                 ucode = SEGV_MAPERR;
244                         call_trapsignal(td, sig, ucode, (void *)far);
245                 } else {
246                         if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
247                             pcb->pcb_onfault != 0) {
248                                 frame->tf_x[0] = error;
249                                 frame->tf_elr = pcb->pcb_onfault;
250                                 return;
251                         }
252
253                         printf("Fatal data abort:\n");
254                         print_registers(frame);
255                         printf(" far: %16lx\n", far);
256                         printf(" esr:         %.8lx\n", esr);
257
258 #ifdef KDB
259                         if (debugger_on_panic) {
260                                 kdb_why = KDB_WHY_TRAP;
261                                 handled = kdb_trap(ESR_ELx_EXCEPTION(esr), 0,
262                                     frame);
263                                 kdb_why = KDB_WHY_UNSET;
264                                 if (handled)
265                                         return;
266                         }
267 #endif
268                         panic("vm_fault failed: %lx", frame->tf_elr);
269                 }
270         }
271
272         if (lower)
273                 userret(td, frame);
274 }
275
276 static void
277 print_registers(struct trapframe *frame)
278 {
279         u_int reg;
280
281         for (reg = 0; reg < nitems(frame->tf_x); reg++) {
282                 printf(" %sx%d: %16lx\n", (reg < 10) ? " " : "", reg,
283                     frame->tf_x[reg]);
284         }
285         printf("  sp: %16lx\n", frame->tf_sp);
286         printf("  lr: %16lx\n", frame->tf_lr);
287         printf(" elr: %16lx\n", frame->tf_elr);
288         printf("spsr:         %8x\n", frame->tf_spsr);
289 }
290
291 void
292 do_el1h_sync(struct thread *td, struct trapframe *frame)
293 {
294         struct trapframe *oframe;
295         uint32_t exception;
296         uint64_t esr, far;
297
298         /* Read the esr register to get the exception details */
299         esr = frame->tf_esr;
300         exception = ESR_ELx_EXCEPTION(esr);
301
302 #ifdef KDTRACE_HOOKS
303         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, exception))
304                 return;
305 #endif
306
307         CTR4(KTR_TRAP,
308             "do_el1_sync: curthread: %p, esr %lx, elr: %lx, frame: %p", td,
309             esr, frame->tf_elr, frame);
310
311         oframe = td->td_frame;
312
313         switch (exception) {
314         case EXCP_BRK:
315         case EXCP_WATCHPT_EL1:
316         case EXCP_SOFTSTP_EL1:
317                 break;
318         default:
319                 td->td_frame = frame;
320                 break;
321         }
322
323         switch(exception) {
324         case EXCP_FP_SIMD:
325         case EXCP_TRAP_FP:
326 #ifdef VFP
327                 if ((td->td_pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_KERN) != 0) {
328                         vfp_restore_state();
329                 } else
330 #endif
331                 {
332                         print_registers(frame);
333                         printf(" esr:         %.8lx\n", esr);
334                         panic("VFP exception in the kernel");
335                 }
336                 break;
337         case EXCP_INSN_ABORT:
338         case EXCP_DATA_ABORT:
339                 far = READ_SPECIALREG(far_el1);
340                 intr_enable();
341                 data_abort(td, frame, esr, far, 0);
342                 break;
343         case EXCP_BRK:
344 #ifdef KDTRACE_HOOKS
345                 if ((esr & ESR_ELx_ISS_MASK) == 0x40d && \
346                     dtrace_invop_jump_addr != 0) {
347                         dtrace_invop_jump_addr(frame);
348                         break;
349                 }
350 #endif
351 #ifdef KDB
352                 kdb_trap(exception, 0,
353                     (td->td_frame != NULL) ? td->td_frame : frame);
354 #else
355                 panic("No debugger in kernel.\n");
356 #endif
357                 frame->tf_elr += 4;
358                 break;
359         case EXCP_WATCHPT_EL1:
360         case EXCP_SOFTSTP_EL1:
361 #ifdef KDB
362                 kdb_trap(exception, 0,
363                     (td->td_frame != NULL) ? td->td_frame : frame);
364 #else
365                 panic("No debugger in kernel.\n");
366 #endif
367                 break;
368         case EXCP_UNKNOWN:
369                 if (undef_insn(1, frame))
370                         break;
371                 /* FALLTHROUGH */
372         default:
373                 print_registers(frame);
374                 panic("Unknown kernel exception %x esr_el1 %lx\n", exception,
375                     esr);
376         }
377
378         td->td_frame = oframe;
379 }
380
381 void
382 do_el0_sync(struct thread *td, struct trapframe *frame)
383 {
384         pcpu_bp_harden bp_harden;
385         uint32_t exception;
386         uint64_t esr, far;
387
388         /* Check we have a sane environment when entering from userland */
389         KASSERT((uintptr_t)get_pcpu() >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS,
390             ("Invalid pcpu address from userland: %p (tpidr %lx)",
391              get_pcpu(), READ_SPECIALREG(tpidr_el1)));
392
393         esr = frame->tf_esr;
394         exception = ESR_ELx_EXCEPTION(esr);
395         switch (exception) {
396         case EXCP_INSN_ABORT_L:
397                 far = READ_SPECIALREG(far_el1);
398
399                 /*
400                  * Userspace may be trying to train the branch predictor to
401                  * attack the kernel. If we are on a CPU affected by this
402                  * call the handler to clear the branch predictor state.
403                  */
404                 if (far > VM_MAXUSER_ADDRESS) {
405                         bp_harden = PCPU_GET(bp_harden);
406                         if (bp_harden != NULL)
407                                 bp_harden();
408                 }
409                 break;
410         case EXCP_UNKNOWN:
411         case EXCP_DATA_ABORT_L:
412         case EXCP_DATA_ABORT:
413                 far = READ_SPECIALREG(far_el1);
414                 break;
415         }
416         intr_enable();
417
418         CTR4(KTR_TRAP,
419             "do_el0_sync: curthread: %p, esr %lx, elr: %lx, frame: %p", td, esr,
420             frame->tf_elr, frame);
421
422         switch(exception) {
423         case EXCP_FP_SIMD:
424         case EXCP_TRAP_FP:
425 #ifdef VFP
426                 vfp_restore_state();
427 #else
428                 panic("VFP exception in userland");
429 #endif
430                 break;
431         case EXCP_SVC32:
432         case EXCP_SVC64:
433                 svc_handler(td, frame);
434                 break;
435         case EXCP_INSN_ABORT_L:
436         case EXCP_DATA_ABORT_L:
437         case EXCP_DATA_ABORT:
438                 data_abort(td, frame, esr, far, 1);
439                 break;
440         case EXCP_UNKNOWN:
441                 if (!undef_insn(0, frame))
442                         call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_ILLTRP, (void *)far);
443                 userret(td, frame);
444                 break;
445         case EXCP_SP_ALIGN:
446                 call_trapsignal(td, SIGBUS, BUS_ADRALN, (void *)frame->tf_sp);
447                 userret(td, frame);
448                 break;
449         case EXCP_PC_ALIGN:
450                 call_trapsignal(td, SIGBUS, BUS_ADRALN, (void *)frame->tf_elr);
451                 userret(td, frame);
452                 break;
453         case EXCP_BRK:
454                 call_trapsignal(td, SIGTRAP, TRAP_BRKPT, (void *)frame->tf_elr);
455                 userret(td, frame);
456                 break;
457         case EXCP_MSR:
458                 call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_PRVOPC, (void *)frame->tf_elr); 
459                 userret(td, frame);
460                 break;
461         case EXCP_SOFTSTP_EL0:
462                 td->td_frame->tf_spsr &= ~PSR_SS;
463                 td->td_pcb->pcb_flags &= ~PCB_SINGLE_STEP;
464                 WRITE_SPECIALREG(MDSCR_EL1,
465                     READ_SPECIALREG(MDSCR_EL1) & ~DBG_MDSCR_SS);
466                 call_trapsignal(td, SIGTRAP, TRAP_TRACE,
467                     (void *)frame->tf_elr);
468                 userret(td, frame);
469                 break;
470         default:
471                 call_trapsignal(td, SIGBUS, BUS_OBJERR, (void *)frame->tf_elr);
472                 userret(td, frame);
473                 break;
474         }
475
476         KASSERT((td->td_pcb->pcb_fpflags & ~PCB_FP_USERMASK) == 0,
477             ("Kernel VFP flags set while entering userspace"));
478         KASSERT(
479             td->td_pcb->pcb_fpusaved == &td->td_pcb->pcb_fpustate,
480             ("Kernel VFP state in use when entering userspace"));
481 }
482
483 /*
484  * TODO: We will need to handle these later when we support ARMv8.2 RAS.
485  */
486 void
487 do_serror(struct trapframe *frame)
488 {
489         uint64_t esr, far;
490
491         far = READ_SPECIALREG(far_el1);
492         esr = frame->tf_esr;
493
494         print_registers(frame);
495         printf(" far: %16lx\n", far);
496         printf(" esr:         %.8lx\n", esr);
497         panic("Unhandled System Error");
498 }
499
500 void
501 unhandled_exception(struct trapframe *frame)
502 {
503         uint64_t esr, far;
504
505         far = READ_SPECIALREG(far_el1);
506         esr = frame->tf_esr;
507
508         print_registers(frame);
509         printf(" far: %16lx\n", far);
510         printf(" esr:         %.8lx\n", esr);
511         panic("Unhandled exception");
512 }