sys/i386/i386/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  * 386 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 #include "opt_npx.h"
  55 #include "opt_trap.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/bus.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/pioctl.h>
  62 #include <sys/ptrace.h>
  63 #include <sys/kdb.h>
  64 #include <sys/kernel.h>
  65 #include <sys/ktr.h>
  66 #include <sys/lock.h>
  67 #include <sys/mutex.h>
  68 #include <sys/resourcevar.h>
  69 #include <sys/signalvar.h>
  70 #include <sys/syscall.h>
  71 #include <sys/sysctl.h>
  72 #include <sys/sysent.h>
  73 #include <sys/uio.h>
  74 #include <sys/vmmeter.h>
  75 #ifdef KTRACE
  76 #include <sys/ktrace.h>
  77 #endif
  78 #ifdef HWPMC_HOOKS
  79 #include <sys/pmckern.h>
  80 #endif
  81 #include <security/audit/audit.h>
  82
  83 #include <vm/vm.h>
  84 #include <vm/vm_param.h>
  85 #include <vm/pmap.h>
  86 #include <vm/vm_kern.h>
  87 #include <vm/vm_map.h>
  88 #include <vm/vm_page.h>
  89 #include <vm/vm_extern.h>
  90
  91 #include <machine/cpu.h>
  92 #include <machine/intr_machdep.h>
  93 #include <machine/mca.h>
  94 #include <machine/md_var.h>
  95 #include <machine/pcb.h>
  96 #ifdef SMP
  97 #include <machine/smp.h>
  98 #endif
  99 #include <machine/tss.h>
 100 #include <machine/vm86.h>
 101
 102 #ifdef POWERFAIL_NMI
 103 #include <sys/syslog.h>
 104 #include <machine/clock.h>
 105 #endif
 106
 107 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 108 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 109
 110 /*
 111  * This is a hook which is initialised by the dtrace module
 112  * to handle traps which might occur during DTrace probe
 113  * execution.
 114  */
 115 dtrace_trap_func_t      dtrace_trap_func;
 116
 117 dtrace_doubletrap_func_t        dtrace_doubletrap_func;
 118
 119 /*
 120  * This is a hook which is initialised by the systrace module
 121  * when it is loaded. This keeps the DTrace syscall provider
 122  * implementation opaque.
 123  */
 124 systrace_probe_func_t   systrace_probe_func;
 125
 126 /*
 127  * These hooks are necessary for the pid, usdt and fasttrap providers.
 128  */
 129 dtrace_fasttrap_probe_ptr_t     dtrace_fasttrap_probe_ptr;
 130 dtrace_pid_probe_ptr_t          dtrace_pid_probe_ptr;
 131 dtrace_return_probe_ptr_t       dtrace_return_probe_ptr;
 132 #endif
 133
 134 extern void trap(struct trapframe *frame);
 135 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 136
 137 static int trap_pfault(struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 138 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 139 void dblfault_handler(void);
 140
 141 extern inthand_t IDTVEC(lcall_syscall);
 142
 143 #define MAX_TRAP_MSG            33
 144 static char *trap_msg[] = {
 145         "",                                     /*  0 unused */
 146         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 147         "",                                     /*  2 unused */
 148         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 149         "",                                     /*  4 unused */
 150         "",                                     /*  5 unused */
 151         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 152         "",                                     /*  7 unused */
 153         "",                                     /*  8 unused */
 154         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 155         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 156         "",                                     /* 11 unused */
 157         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 158         "",                                     /* 13 unused */
 159         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 160         "",                                     /* 15 unused */
 161         "",                                     /* 16 unused */
 162         "",                                     /* 17 unused */
 163         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 164         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 165         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 166         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 167         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 168         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 169         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 170         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 171         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 172         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 173         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 174         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 175         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 176         "",                                     /* 31 unused (reserved) */
 177         "DTrace pid return trap",               /* 32 T_DTRACE_RET */
 178         "DTrace fasttrap probe trap",           /* 33 T_DTRACE_PROBE */
 179
 180 };
 181
 182 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 183 extern int has_f00f_bug;
 184 #endif
 185
 186 #ifdef KDB
 187 static int kdb_on_nmi = 1;
 188 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 189         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 190 TUNABLE_INT("machdep.kdb_on_nmi", &kdb_on_nmi);
 191 #endif
 192 static int panic_on_nmi = 1;
 193 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 194         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 195 TUNABLE_INT("machdep.panic_on_nmi", &panic_on_nmi);
 196 static int prot_fault_translation = 0;
 197 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 198         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 199
 200 /*
 201  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 202  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 203  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 204  * frame after the exception has been processed.
 205  */
 206
 207 void
 208 trap(struct trapframe *frame)
 209 {
 210         struct thread *td = curthread;
 211         struct proc *p = td->td_proc;
 212         int i = 0, ucode = 0, code;
 213         u_int type;
 214         register_t addr = 0;
 215         vm_offset_t eva;
 216         ksiginfo_t ksi;
 217 #ifdef POWERFAIL_NMI
 218         static int lastalert = 0;
 219 #endif
 220
 221         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 222         type = frame->tf_trapno;
 223
 224 #ifdef SMP
 225         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 226         if (type == T_NMI) {
 227                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 228                            goto out;
 229         }
 230 #endif /* SMP */
 231
 232 #ifdef KDB
 233         if (kdb_active) {
 234                 kdb_reenter();
 235                 goto out;
 236         }
 237 #endif
 238
 239         if (type == T_RESERVED) {
 240                 trap_fatal(frame, 0);
 241                 goto out;
 242         }
 243
 244 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 245         /*
 246          * CPU PMCs interrupt using an NMI so we check for that first.
 247          * If the HWPMC module is active, 'pmc_hook' will point to
 248          * the function to be called.  A return value of '1' from the
 249          * hook means that the NMI was handled by it and that we can
 250          * return immediately.
 251          */
 252         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 253             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 254             goto out;
 255 #endif
 256
 257         if (type == T_MCHK) {
 258                 mca_intr();
 259                 goto out;
 260         }
 261
 262 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 263         /*
 264          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 265          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 266          * a flag in it's per-cpu flags to indicate that it doesn't
 267          * want to fault. On returning from the probe, the no-fault
 268          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 269          *
 270          * If the DTrace kernel module has registered a trap handler,
 271          * call it and if it returns non-zero, assume that it has
 272          * handled the trap and modified the trap frame so that this
 273          * function can return normally.
 274          */
 275         if (type == T_DTRACE_PROBE || type == T_DTRACE_RET ||
 276             type == T_BPTFLT) {
 277                 struct reg regs;
 278
 279                 fill_frame_regs(frame, &regs);
 280                 if (type == T_DTRACE_PROBE &&
 281                     dtrace_fasttrap_probe_ptr != NULL &&
 282                     dtrace_fasttrap_probe_ptr(&regs) == 0)
 283                         goto out;
 284                 if (type == T_BPTFLT &&
 285                     dtrace_pid_probe_ptr != NULL &&
 286                     dtrace_pid_probe_ptr(&regs) == 0)
 287                         goto out;
 288                 if (type == T_DTRACE_RET &&
 289                     dtrace_return_probe_ptr != NULL &&
 290                     dtrace_return_probe_ptr(&regs) == 0)
 291                         goto out;
 292         }
 293         if ((type == T_PROTFLT || type == T_PAGEFLT) &&
 294             dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, type))
 295                 goto out;
 296 #endif
 297
 298         if ((frame->tf_eflags & PSL_I) == 0) {
 299                 /*
 300                  * Buggy application or kernel code has disabled
 301                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 302                  * now is wrong, but it is better than running with
 303                  * interrupts disabled until they are accidentally
 304                  * enabled later.
 305                  */
 306                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL || (frame->tf_eflags & PSL_VM))
 307                         uprintf(
 308                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 309                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 310                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP &&
 311                          frame->tf_eip != (int)cpu_switch_load_gs) {
 312                         /*
 313                          * XXX not quite right, since this may be for a
 314                          * multiple fault in user mode.
 315                          */
 316                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 317                             type);
 318                         /*
 319                          * Page faults need interrupts disabled until later,
 320                          * and we shouldn't enable interrupts while holding
 321                          * a spin lock or if servicing an NMI.
 322                          */
 323                         if (type != T_NMI && type != T_PAGEFLT &&
 324                             td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 325                                 enable_intr();
 326                 }
 327         }
 328         eva = 0;
 329         code = frame->tf_err;
 330         if (type == T_PAGEFLT) {
 331                 /*
 332                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by
 333                  * interrupts.  This problem is worked around by using
 334                  * an interrupt gate for the pagefault handler.  We
 335                  * are finally ready to read %cr2 and conditionally
 336                  * reenable interrupts.  If we hold a spin lock, then
 337                  * we must not reenable interrupts.  This might be a
 338                  * spurious page fault.
 339                  */
 340                 eva = rcr2();
 341                 if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 342                         enable_intr();
 343         }
 344
 345         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) ||
 346             ((frame->tf_eflags & PSL_VM) &&
 347                 !(PCPU_GET(curpcb)->pcb_flags & PCB_VM86CALL))) {
 348                 /* user trap */
 349
 350                 td->td_pticks = 0;
 351                 td->td_frame = frame;
 352                 addr = frame->tf_eip;
 353                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 354                         cred_update_thread(td);
 355
 356                 switch (type) {
 357                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 358                         i = SIGILL;
 359                         ucode = ILL_PRVOPC;
 360                         break;
 361
 362                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 363                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 364                         enable_intr();
 365                         frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 366                         i = SIGTRAP;
 367                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 368                         break;
 369
 370                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 371 #ifdef DEV_NPX
 372                         ucode = npxtrap();
 373                         if (ucode == -1)
 374                                 goto userout;
 375 #else
 376                         ucode = 0;
 377 #endif
 378                         i = SIGFPE;
 379                         break;
 380
 381                         /*
 382                          * The following two traps can happen in
 383                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 384                          * them specially.
 385                          */
 386                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 387                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 388                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 389                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 390                                 if (i == 0)
 391                                         goto user;
 392                                 break;
 393                         }
 394                         i = SIGBUS;
 395                         ucode = (type == T_PROTFLT) ? BUS_OBJERR : BUS_ADRERR;
 396                         break;
 397                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 398                         i = SIGBUS;
 399                         ucode = BUS_ADRERR;
 400                         break;
 401                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 402                         i = SIGBUS;
 403                         ucode = BUS_OBJERR;
 404                         break;
 405                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 406                 default:
 407                         i = SIGBUS;
 408                         ucode = BUS_OBJERR;
 409                         break;
 410
 411                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 412
 413                         i = trap_pfault(frame, TRUE, eva);
 414 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 415                         if (i == -2) {
 416                                 /*
 417                                  * The f00f hack workaround has triggered, so
 418                                  * treat the fault as an illegal instruction
 419                                  * (T_PRIVINFLT) instead of a page fault.
 420                                  */
 421                                 type = frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 422
 423                                 /* Proceed as in that case. */
 424                                 ucode = ILL_PRVOPC;
 425                                 i = SIGILL;
 426                                 break;
 427                         }
 428 #endif
 429                         if (i == -1)
 430                                 goto userout;
 431                         if (i == 0)
 432                                 goto user;
 433
 434                         if (i == SIGSEGV)
 435                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 436                         else {
 437                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 438                                         /*
 439                                          * Autodetect.
 440                                          * This check also covers the images
 441                                          * without the ABI-tag ELF note.
 442                                          */
 443                                         if (SV_CURPROC_ABI() == SV_ABI_FREEBSD
 444                                             && p->p_osrel >= P_OSREL_SIGSEGV) {
 445                                                 i = SIGSEGV;
 446                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 447                                         } else {
 448                                                 i = SIGBUS;
 449                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 450                                         }
 451                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 452                                         /*
 453                                          * Always compat mode.
 454                                          */
 455                                         i = SIGBUS;
 456                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 457                                 } else {
 458                                         /*
 459                                          * Always SIGSEGV mode.
 460                                          */
 461                                         i = SIGSEGV;
 462                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 463                                 }
 464                         }
 465                         addr = eva;
 466                         break;
 467
 468                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 469                         ucode = FPE_INTDIV;
 470                         i = SIGFPE;
 471                         break;
 472
 473 #ifdef DEV_ISA
 474                 case T_NMI:
 475 #ifdef POWERFAIL_NMI
 476 #ifndef TIMER_FREQ
 477 #  define TIMER_FREQ 1193182
 478 #endif
 479                         if (time_second - lastalert > 10) {
 480                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 481                                 sysbeep(880, hz);
 482                                 lastalert = time_second;
 483                         }
 484                         goto userout;
 485 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 486                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 487                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 488 #ifdef KDB
 489                                 /*
 490                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 491                                  * for debugging.
 492                                  */
 493                                 if (kdb_on_nmi) {
 494                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 495                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 496                                 }
 497 #endif /* KDB */
 498                                 goto userout;
 499                         } else if (panic_on_nmi)
 500                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 501                         break;
 502 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 503 #endif /* DEV_ISA */
 504
 505                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 506                         ucode = FPE_INTOVF;
 507                         i = SIGFPE;
 508                         break;
 509
 510                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 511                         ucode = FPE_FLTSUB;
 512                         i = SIGFPE;
 513                         break;
 514
 515                 case T_DNA:
 516 #ifdef DEV_NPX
 517                         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 518                             ("kernel FPU ctx has leaked"));
 519                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 520                         if (npxdna())
 521                                 goto userout;
 522 #endif
 523                         uprintf("pid %d killed due to lack of floating point\n",
 524                                 p->p_pid);
 525                         i = SIGKILL;
 526                         ucode = 0;
 527                         break;
 528
 529                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 530                         ucode = ILL_COPROC;
 531                         i = SIGILL;
 532                         break;
 533
 534                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 535                         ucode = 0; /* XXX */
 536                         i = SIGFPE;
 537                         break;
 538                 }
 539         } else {
 540                 /* kernel trap */
 541
 542                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 543                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 544                 switch (type) {
 545                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 546                         (void) trap_pfault(frame, FALSE, eva);
 547                         goto out;
 548
 549                 case T_DNA:
 550 #ifdef DEV_NPX
 551                         KASSERT(!PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 552                             ("Unregistered use of FPU in kernel"));
 553                         if (npxdna())
 554                                 goto out;
 555 #endif
 556                         break;
 557
 558                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 559                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 560                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 561                         /*
 562                          * XXXKIB for now disable any FPU traps in kernel
 563                          * handler registration seems to be overkill
 564                          */
 565                         trap_fatal(frame, 0);
 566                         goto out;
 567
 568                         /*
 569                          * The following two traps can happen in
 570                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 571                          * them specially.
 572                          */
 573                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 574                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 575                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 576                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 577                                 if (i != 0)
 578                                         /*
 579                                          * returns to original process
 580                                          */
 581                                         vm86_trap((struct vm86frame *)frame);
 582                                 goto out;
 583                         }
 584                         if (type == T_STKFLT)
 585                                 break;
 586
 587                         /* FALL THROUGH */
 588
 589                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 590                         if (PCPU_GET(curpcb)->pcb_flags & PCB_VM86CALL)
 591                                 break;
 592
 593                         /*
 594                          * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 595                          * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 596                          * underlying LDT entry.  This causes a fault
 597                          * in kernel mode when the kernel attempts to
 598                          * switch contexts.  Lose the bad context
 599                          * (XXX) so that we can continue, and generate
 600                          * a signal.
 601                          */
 602                         if (frame->tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 603                                 PCPU_GET(curpcb)->pcb_gs = 0;
 604 #if 0
 605                                 PROC_LOCK(p);
 606                                 psignal(p, SIGBUS);
 607                                 PROC_UNLOCK(p);
 608 #endif
 609                                 goto out;
 610                         }
 611
 612                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 613                                 break;
 614
 615                         /*
 616                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 617                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 618                          * This causes a fault in kernel mode when the
 619                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 620                          * to get this fault so that we can fix the
 621                          * problem here and not have to check all the
 622                          * selectors and pointers when the user changes
 623                          * them.
 624                          */
 625                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_iret) {
 626                                 frame->tf_eip = (int)doreti_iret_fault;
 627                                 goto out;
 628                         }
 629                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_ds) {
 630                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_ds_fault;
 631                                 goto out;
 632                         }
 633                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_es) {
 634                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_es_fault;
 635                                 goto out;
 636                         }
 637                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_fs) {
 638                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_fs_fault;
 639                                 goto out;
 640                         }
 641                         if (PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 642                                 frame->tf_eip =
 643                                     (int)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 644                                 goto out;
 645                         }
 646                         break;
 647
 648                 case T_TSSFLT:
 649                         /*
 650                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 651                          * automatically when the kernel is entered.  This
 652                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 653                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 654                          * want to get this fault so that we can fix the
 655                          * problem here and not every time the kernel is
 656                          * entered.
 657                          */
 658                         if (frame->tf_eflags & PSL_NT) {
 659                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_NT;
 660                                 goto out;
 661                         }
 662                         break;
 663
 664                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 665                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall)) {
 666                                 /*
 667                                  * We've just entered system mode via the
 668                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 669                                  * silently until the syscall handler has
 670                                  * saved the flags.
 671                                  */
 672                                 goto out;
 673                         }
 674                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall) + 1) {
 675                                 /*
 676                                  * The syscall handler has now saved the
 677                                  * flags.  Stop single stepping it.
 678                                  */
 679                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 680                                 goto out;
 681                         }
 682                         /*
 683                          * Ignore debug register trace traps due to
 684                          * accesses in the user's address space, which
 685                          * can happen under several conditions such as
 686                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 687                          * then passes that buffer to a system call.
 688                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 689                          * in kernel space because that is useful when
 690                          * debugging the kernel.
 691                          */
 692                         if (user_dbreg_trap() &&
 693                            !(PCPU_GET(curpcb)->pcb_flags & PCB_VM86CALL)) {
 694                                 /*
 695                                  * Reset breakpoint bits because the
 696                                  * processor doesn't
 697                                  */
 698                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 699                                 goto out;
 700                         }
 701                         /*
 702                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 703                          */
 704                 case T_BPTFLT:
 705                         /*
 706                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 707                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 708                          */
 709 #ifdef KDB
 710                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 711                                 goto out;
 712 #endif
 713                         break;
 714
 715 #ifdef DEV_ISA
 716                 case T_NMI:
 717 #ifdef POWERFAIL_NMI
 718                         if (time_second - lastalert > 10) {
 719                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 720                                 sysbeep(880, hz);
 721                                 lastalert = time_second;
 722                         }
 723                         goto out;
 724 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 725                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 726                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 727 #ifdef KDB
 728                                 /*
 729                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 730                                  * for debugging.
 731                                  */
 732                                 if (kdb_on_nmi) {
 733                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 734                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 735                                 }
 736 #endif /* KDB */
 737                                 goto out;
 738                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 739                                 goto out;
 740                         /* FALLTHROUGH */
 741 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 742 #endif /* DEV_ISA */
 743                 }
 744
 745                 trap_fatal(frame, eva);
 746                 goto out;
 747         }
 748
 749         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 750         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 751                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 752
 753         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 754         ksi.ksi_signo = i;
 755         ksi.ksi_code = ucode;
 756         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 757         ksi.ksi_trapno = type;
 758         KASSERT((read_eflags() & PSL_I) != 0, ("interrupts disabled"));
 759         trapsignal(td, &ksi);
 760
 761 #ifdef DEBUG
 762         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 763                 uprintf("fatal process exception: %s",
 764                         trap_msg[type]);
 765                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 766                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 767                 uprintf("\n");
 768         }
 769 #endif
 770
 771 user:
 772         userret(td, frame);
 773         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 774         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 775             ("Return from trap with kernel FPU ctx leaked"));
 776 userout:
 777 out:
 778         return;
 779 }
 780
 781 static int
 782 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 783         struct trapframe *frame;
 784         int usermode;
 785         vm_offset_t eva;
 786 {
 787         vm_offset_t va;
 788         struct vmspace *vm = NULL;
 789         vm_map_t map;
 790         int rv = 0;
 791         vm_prot_t ftype;
 792         struct thread *td = curthread;
 793         struct proc *p = td->td_proc;
 794
 795         if (__predict_false((td->td_pflags & TDP_NOFAULTING) != 0)) {
 796                 /*
 797                  * Due to both processor errata and lazy TLB invalidation when
 798                  * access restrictions are removed from virtual pages, memory
 799                  * accesses that are allowed by the physical mapping layer may
 800                  * nonetheless cause one spurious page fault per virtual page.
 801                  * When the thread is executing a "no faulting" section that
 802                  * is bracketed by vm_fault_{disable,enable}_pagefaults(),
 803                  * every page fault is treated as a spurious page fault,
 804                  * unless it accesses the same virtual address as the most
 805                  * recent page fault within the same "no faulting" section.
 806                  */
 807                 if (td->td_md.md_spurflt_addr != eva ||
 808                     (td->td_pflags & TDP_RESETSPUR) != 0) {
 809                         /*
 810                          * Do nothing to the TLB.  A stale TLB entry is
 811                          * flushed automatically by a page fault.
 812                          */
 813                         td->td_md.md_spurflt_addr = eva;
 814                         td->td_pflags &= ~TDP_RESETSPUR;
 815                         return (0);
 816                 }
 817         } else {
 818                 /*
 819                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 820                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 821                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 822                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 823                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 824                  * to the debugger.
 825                  *
 826                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 827                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 828                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 829                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 830                  * fatal trap handling directly.
 831                  */
 832                 if (td->td_critnest != 0 ||
 833                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 834                     "Kernel page fault") != 0) {
 835                         trap_fatal(frame, eva);
 836                         return (-1);
 837                 }
 838         }
 839         va = trunc_page(eva);
 840         if (va >= KERNBASE) {
 841                 /*
 842                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 843                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 844                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 845                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 846                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 847                  * fault.
 848                  */
 849 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 850                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug)
 851                         return -2;
 852 #endif
 853                 if (usermode)
 854                         goto nogo;
 855
 856                 map = kernel_map;
 857         } else {
 858                 /*
 859                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 860                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 861                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 862                  */
 863                 if (p != NULL)
 864                         vm = p->p_vmspace;
 865
 866                 if (vm == NULL)
 867                         goto nogo;
 868
 869                 map = &vm->vm_map;
 870                 if (!usermode && (td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 871                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault == NULL)) {
 872                         trap_fatal(frame, eva);
 873                         return (-1);
 874                 }
 875         }
 876
 877         /*
 878          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 879          * supported and enabled.
 880          */
 881         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 882                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 883 #ifdef PAE
 884         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 885                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 886 #endif
 887         else
 888                 ftype = VM_PROT_READ;
 889
 890         if (map != kernel_map) {
 891                 /*
 892                  * Keep swapout from messing with us during this
 893                  *      critical time.
 894                  */
 895                 PROC_LOCK(p);
 896                 ++p->p_lock;
 897                 PROC_UNLOCK(p);
 898
 899                 /* Fault in the user page: */
 900                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 901                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 902                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 903
 904                 PROC_LOCK(p);
 905                 --p->p_lock;
 906                 PROC_UNLOCK(p);
 907         } else {
 908                 /*
 909                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 910                  * kernel.
 911                  */
 912                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 913         }
 914         if (rv == KERN_SUCCESS)
 915                 return (0);
 916 nogo:
 917         if (!usermode) {
 918                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 919                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 920                         frame->tf_eip = (int)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 921                         return (0);
 922                 }
 923                 trap_fatal(frame, eva);
 924                 return (-1);
 925         }
 926
 927         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 928 }
 929
 930 static void
 931 trap_fatal(frame, eva)
 932         struct trapframe *frame;
 933         vm_offset_t eva;
 934 {
 935         int code, ss, esp;
 936         u_int type;
 937         struct soft_segment_descriptor softseg;
 938         char *msg;
 939
 940         code = frame->tf_err;
 941         type = frame->tf_trapno;
 942         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 943
 944         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 945                 msg = trap_msg[type];
 946         else
 947                 msg = "UNKNOWN";
 948         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
 949             frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 950             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 951 #ifdef SMP
 952         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 953         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 954         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 955 #endif
 956         if (type == T_PAGEFLT) {
 957                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 958                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 959                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 960                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 961                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 962         }
 963         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 964                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 965         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 966                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 967                 esp = frame->tf_esp;
 968         } else {
 969                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 970                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 971         }
 972         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 973         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 974         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 975                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 976         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 977                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 978                softseg.ssd_gran);
 979         printf("processor eflags        = ");
 980         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 981                 printf("trace trap, ");
 982         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 983                 printf("interrupt enabled, ");
 984         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 985                 printf("nested task, ");
 986         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 987                 printf("resume, ");
 988         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 989                 printf("vm86, ");
 990         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 991         printf("current process         = ");
 992         if (curproc) {
 993                 printf("%lu (%s)\n", (u_long)curproc->p_pid, curthread->td_name);
 994         } else {
 995                 printf("Idle\n");
 996         }
 997
 998 #ifdef KDB
 999         if (debugger_on_panic || kdb_active) {
1000                 frame->tf_err = eva;    /* smuggle fault address to ddb */
1001                 if (kdb_trap(type, 0, frame)) {
1002                         frame->tf_err = code;   /* restore error code */
1003                         return;
1004                 }
1005                 frame->tf_err = code;           /* restore error code */
1006         }
1007 #endif
1008         printf("trap number             = %d\n", type);
1009         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1010                 panic("%s", trap_msg[type]);
1011         else
1012                 panic("unknown/reserved trap");
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
1017  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
1018  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
1019  * for example).
1020  *
1021  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
1022  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
1023  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
1024  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
1025  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
1026  */
1027 void
1028 dblfault_handler()
1029 {
1030 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1031         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
1032                 (*dtrace_doubletrap_func)();
1033 #endif
1034         printf("\nFatal double fault:\n");
1035         printf("eip = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_eip));
1036         printf("esp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_esp));
1037         printf("ebp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_ebp));
1038 #ifdef SMP
1039         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1040         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
1041         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
1042 #endif
1043         panic("double fault");
1044 }
1045
1046 int
1047 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
1048 {
1049         struct proc *p;
1050         struct trapframe *frame;
1051         caddr_t params;
1052         int error;
1053
1054         p = td->td_proc;
1055         frame = td->td_frame;
1056
1057         params = (caddr_t)frame->tf_esp + sizeof(int);
1058         sa->code = frame->tf_eax;
1059
1060         /*
1061          * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1062          */
1063         if (sa->code == SYS_syscall) {
1064                 /*
1065                  * Code is first argument, followed by actual args.
1066                  */
1067                 sa->code = fuword(params);
1068                 params += sizeof(int);
1069         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
1070                 /*
1071                  * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1072                  * quad alignment for the rest of the arguments.
1073                  */
1074                 sa->code = fuword(params);
1075                 params += sizeof(quad_t);
1076         }
1077
1078         if (p->p_sysent->sv_mask)
1079                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
1080         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
1081                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1082         else
1083                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
1084         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
1085
1086         if (params != NULL && sa->narg != 0)
1087                 error = copyin(params, (caddr_t)sa->args,
1088                     (u_int)(sa->narg * sizeof(int)));
1089         else
1090                 error = 0;
1091
1092         if (error == 0) {
1093                 td->td_retval[0] = 0;
1094                 td->td_retval[1] = frame->tf_edx;
1095         }
1096
1097         return (error);
1098 }
1099
1100 #include "../../kern/subr_syscall.c"
1101
1102 /*
1103  *      syscall -       system call request C handler
1104  *
1105  *      A system call is essentially treated as a trap.
1106  */
1107 void
1108 syscall(struct trapframe *frame)
1109 {
1110         struct thread *td;
1111         struct syscall_args sa;
1112         register_t orig_tf_eflags;
1113         int error;
1114         ksiginfo_t ksi;
1115
1116 #ifdef DIAGNOSTIC
1117         if (ISPL(frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
1118                 panic("syscall");
1119                 /* NOT REACHED */
1120         }
1121 #endif
1122         orig_tf_eflags = frame->tf_eflags;
1123
1124         td = curthread;
1125         td->td_frame = frame;
1126
1127         error = syscallenter(td, &sa);
1128
1129         /*
1130          * Traced syscall.
1131          */
1132         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1133                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
1134                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
1135                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
1136                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
1137                 ksi.ksi_addr = (void *)frame->tf_eip;
1138                 trapsignal(td, &ksi);
1139         }
1140
1141         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
1142             ("System call %s returning with kernel FPU ctx leaked",
1143              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1144         KASSERT(td->td_pcb->pcb_save == &td->td_pcb->pcb_user_save,
1145             ("System call %s returning with mangled pcb_save",
1146              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1147
1148         syscallret(td, error, &sa);
1149 }