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  * $FreeBSD$
  39  */
  40
  41 /*
  42  * 386 Trap and System call handling
  43  */
  44
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_ktrace.h"
  48 #include "opt_clock.h"
  49 #include "opt_trap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/proc.h>
  54 #include <sys/pioctl.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/resourcevar.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/syscall.h>
  59 #include <sys/sysent.h>
  60 #include <sys/uio.h>
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62 #ifdef KTRACE
  63 #include <sys/ktrace.h>
  64 #endif
  65
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/vm_param.h>
  68 #include <sys/lock.h>
  69 #include <vm/pmap.h>
  70 #include <vm/vm_kern.h>
  71 #include <vm/vm_map.h>
  72 #include <vm/vm_page.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74
  75 #include <machine/cpu.h>
  76 #include <machine/ipl.h>
  77 #include <machine/md_var.h>
  78 #include <machine/pcb.h>
  79 #ifdef SMP
  80 #include <machine/smp.h>
  81 #endif
  82 #include <machine/tss.h>
  83
  84 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
  85
  86 #ifdef POWERFAIL_NMI
  87 #include <sys/syslog.h>
  88 #include <machine/clock.h>
  89 #endif
  90
  91 #include <machine/vm86.h>
  92
  93 #include <ddb/ddb.h>
  94
  95 #include "isa.h"
  96 #include "npx.h"
  97
  98 int (*pmath_emulate) __P((struct trapframe *));
  99
 100 extern void trap __P((struct trapframe frame));
 101 extern int trapwrite __P((unsigned addr));
 102 extern void syscall2 __P((struct trapframe frame));
 103
 104 static int trap_pfault __P((struct trapframe *, int, vm_offset_t));
 105 static void trap_fatal __P((struct trapframe *, vm_offset_t));
 106 void dblfault_handler __P((void));
 107
 108 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 109
 110 #define MAX_TRAP_MSG            28
 111 static char *trap_msg[] = {
 112         "",                                     /*  0 unused */
 113         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 114         "",                                     /*  2 unused */
 115         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 116         "",                                     /*  4 unused */
 117         "",                                     /*  5 unused */
 118         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 119         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 120         "",                                     /*  8 unused */
 121         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 122         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 123         "",                                     /* 11 unused */
 124         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 125         "",                                     /* 13 unused */
 126         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 127         "",                                     /* 15 unused */
 128         "",                                     /* 16 unused */
 129         "",                                     /* 17 unused */
 130         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 131         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 132         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 133         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 134         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 135         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 136         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 137         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 138         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 139         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 140         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 141 };
 142
 143 static __inline int userret __P((struct proc *p, struct trapframe *frame,
 144                                   u_quad_t oticks, int have_mplock));
 145
 146 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 147 extern int has_f00f_bug;
 148 #endif
 149
 150 static __inline int
 151 userret(p, frame, oticks, have_mplock)
 152         struct proc *p;
 153         struct trapframe *frame;
 154         u_quad_t oticks;
 155         int have_mplock;
 156 {
 157         int sig, s;
 158
 159         while ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 160                 if (have_mplock == 0) {
 161                         get_mplock();
 162                         have_mplock = 1;
 163                 }
 164                 postsig(sig);
 165         }
 166
 167         p->p_priority = p->p_usrpri;
 168         if (resched_wanted()) {
 169                 /*
 170                  * Since we are curproc, clock will normally just change
 171                  * our priority without moving us from one queue to another
 172                  * (since the running process is not on a queue.)
 173                  * If that happened after we setrunqueue ourselves but before we
 174                  * mi_switch()'ed, we might not be on the queue indicated by
 175                  * our priority.
 176                  */
 177                 if (have_mplock == 0) {
 178                         get_mplock();
 179                         have_mplock = 1;
 180                 }
 181                 s = splhigh();
 182                 setrunqueue(p);
 183                 p->p_stats->p_ru.ru_nivcsw++;
 184                 mi_switch();
 185                 splx(s);
 186                 while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 187                         postsig(sig);
 188         }
 189         /*
 190          * Charge system time if profiling.
 191          */
 192         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 193                 if (have_mplock == 0) {
 194                         get_mplock();
 195                         have_mplock = 1;
 196                 }
 197                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 198                             (u_int)(p->p_sticks - oticks) * psratio);
 199         }
 200         curpriority = p->p_priority;
 201         return(have_mplock);
 202 }
 203
 204 /*
 205  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 206  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 207  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 208  * frame after the exception has been processed.
 209  */
 210
 211 void
 212 trap(frame)
 213         struct trapframe frame;
 214 {
 215         struct proc *p = curproc;
 216         u_quad_t sticks = 0;
 217         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 218         vm_offset_t eva;
 219
 220         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 221                 /*
 222                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 223                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 224                  * it is better than running with interrupts disabled until
 225                  * they are accidentally enabled later.
 226                  */
 227                 type = frame.tf_trapno;
 228                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 229                         printf(
 230                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 231                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 232                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP)
 233                         /*
 234                          * XXX not quite right, since this may be for a
 235                          * multiple fault in user mode.
 236                          */
 237                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 238                             type);
 239                 enable_intr();
 240         }
 241
 242         eva = 0;
 243         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 244                 /*
 245                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 246                  * This problem is worked around by using an interrupt
 247                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 248                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 249                  *
 250                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 251                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 252                  * flow of control too much for this to be obviously
 253                  * correct.
 254                  */
 255                 eva = rcr2();
 256                 enable_intr();
 257         }
 258
 259 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 260 restart:
 261 #endif
 262         type = frame.tf_trapno;
 263         code = frame.tf_err;
 264
 265         if (in_vm86call) {
 266                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 267                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 268                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 269                         if (i != 0)
 270                                 /*
 271                                  * returns to original process
 272                                  */
 273                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 274                         return;
 275                 }
 276                 switch (type) {
 277                         /*
 278                          * these traps want either a process context, or
 279                          * assume a normal userspace trap.
 280                          */
 281                 case T_PROTFLT:
 282                 case T_SEGNPFLT:
 283                         trap_fatal(&frame, eva);
 284                         return;
 285                 case T_TRCTRAP:
 286                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 287                         /* FALL THROUGH */
 288                 }
 289                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 290         }
 291
 292         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 293                 /* user trap */
 294
 295                 sticks = p->p_sticks;
 296                 p->p_md.md_regs = &frame;
 297
 298                 switch (type) {
 299                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 300                         ucode = type;
 301                         i = SIGILL;
 302                         break;
 303
 304                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 305                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 306                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 307                         i = SIGTRAP;
 308                         break;
 309
 310                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 311                         ucode = code;
 312                         i = SIGFPE;
 313                         break;
 314
 315                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 316                         astoff();
 317                         cnt.v_soft++;
 318                         if (p->p_flag & P_OWEUPC) {
 319                                 p->p_flag &= ~P_OWEUPC;
 320                                 addupc_task(p, p->p_stats->p_prof.pr_addr,
 321                                             p->p_stats->p_prof.pr_ticks);
 322                         }
 323                         goto out;
 324
 325                         /*
 326                          * The following two traps can happen in
 327                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 328                          * them specially.
 329                          */
 330                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 331                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 332                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 333                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 334                                 if (i == 0)
 335                                         goto out;
 336                                 break;
 337                         }
 338                         /* FALL THROUGH */
 339
 340                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 341                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 342                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 343                 default:
 344                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 345                         i = SIGBUS;
 346                         break;
 347
 348                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 349                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 350                         if (i == -1)
 351                                 return;
 352 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 353                         if (i == -2)
 354                                 goto restart;
 355 #endif
 356                         if (i == 0)
 357                                 goto out;
 358
 359                         ucode = T_PAGEFLT;
 360                         break;
 361
 362                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 363                         ucode = FPE_INTDIV;
 364                         i = SIGFPE;
 365                         break;
 366
 367 #if NISA > 0
 368                 case T_NMI:
 369 #ifdef POWERFAIL_NMI
 370                         goto handle_powerfail;
 371 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 372 #ifdef DDB
 373                         /* NMI can be hooked up to a pushbutton for debugging */
 374                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 375                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 376                                 return;
 377 #endif /* DDB */
 378                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 379                         if (isa_nmi(code) == 0) return;
 380                         panic("NMI indicates hardware failure");
 381 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 382 #endif /* NISA > 0 */
 383
 384                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 385                         ucode = FPE_INTOVF;
 386                         i = SIGFPE;
 387                         break;
 388
 389                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 390                         ucode = FPE_FLTSUB;
 391                         i = SIGFPE;
 392                         break;
 393
 394                 case T_DNA:
 395 #if NNPX > 0
 396                         /* if a transparent fault (due to context switch "late") */
 397                         if (npxdna())
 398                                 return;
 399 #endif
 400                         if (!pmath_emulate) {
 401                                 i = SIGFPE;
 402                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 403                                 break;
 404                         }
 405                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 406                         if (i == 0) {
 407                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 408                                         return;
 409                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 410                                 i = SIGTRAP;
 411                         }
 412                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 413                         break;
 414
 415                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 416                         ucode = T_FPOPFLT;
 417                         i = SIGILL;
 418                         break;
 419                 }
 420         } else {
 421 kernel_trap:
 422                 /* kernel trap */
 423
 424                 switch (type) {
 425                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 426                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 427                         return;
 428
 429                 case T_DNA:
 430 #if NNPX > 0
 431                         /*
 432                          * The kernel is apparently using npx for copying.
 433                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 434                          * registered such use.
 435                          */
 436                         if (npxdna())
 437                                 return;
 438 #endif
 439                         break;
 440
 441                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 442                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 443                         /*
 444                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 445                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 446                          * This causes a fault in kernel mode when the
 447                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 448                          * to get this fault so that we can fix the
 449                          * problem here and not have to check all the
 450                          * selectors and pointers when the user changes
 451                          * them.
 452                          */
 453 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 454         do {                                                            \
 455                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 456                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 457                         return;                                         \
 458                 }                                                       \
 459         } while (0)
 460
 461                         if (intr_nesting_level == 0) {
 462                                 /*
 463                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 464                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 465                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 466                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 467                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 468                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 469                                  * a signal.
 470                                  */
 471                                 if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 472                                         curpcb->pcb_gs = 0;
 473                                         psignal(p, SIGBUS);
 474                                         return;
 475                                 }
 476                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 477                                                    doreti_iret_fault);
 478                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 479                                                    doreti_popl_ds_fault);
 480                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 481                                                    doreti_popl_es_fault);
 482                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 483                                                    doreti_popl_fs_fault);
 484                                 if (curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 485                                         frame.tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 486                                         return;
 487                                 }
 488                         }
 489                         break;
 490
 491                 case T_TSSFLT:
 492                         /*
 493                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 494                          * automatically when the kernel is entered.  This
 495                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 496                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 497                          * want to get this fault so that we can fix the
 498                          * problem here and not every time the kernel is
 499                          * entered.
 500                          */
 501                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 502                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 503                                 return;
 504                         }
 505                         break;
 506
 507                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 508                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 509                                 /*
 510                                  * We've just entered system mode via the
 511                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 512                                  * silently until the syscall handler has
 513                                  * saved the flags.
 514                                  */
 515                                 return;
 516                         }
 517                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 518                                 /*
 519                                  * The syscall handler has now saved the
 520                                  * flags.  Stop single stepping it.
 521                                  */
 522                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 523                                 return;
 524                         }
 525                         /*
 526                          * Ignore debug register trace traps due to
 527                          * accesses in the user's address space, which
 528                          * can happen under several conditions such as
 529                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 530                          * then passes that buffer to a system call.
 531                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 532                          * in kernel space because that is useful when
 533                          * debugging the kernel.
 534                          */
 535                         if (user_dbreg_trap()) {
 536                                 /*
 537                                  * Reset breakpoint bits because the
 538                                  * processor doesn't
 539                                  */
 540                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 541                                 return;
 542                         }
 543                         /*
 544                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 545                          */
 546                 case T_BPTFLT:
 547                         /*
 548                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 549                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 550                          */
 551 #ifdef DDB
 552                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 553                                 return;
 554 #endif
 555                         break;
 556
 557 #if NISA > 0
 558                 case T_NMI:
 559 #ifdef POWERFAIL_NMI
 560 #ifndef TIMER_FREQ
 561 #  define TIMER_FREQ 1193182
 562 #endif
 563         handle_powerfail:
 564                 {
 565                   static unsigned lastalert = 0;
 566
 567                   if(time_second - lastalert > 10)
 568                     {
 569                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 570                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 571                       lastalert = time_second;
 572                     }
 573                   return;
 574                 }
 575 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 576 #ifdef DDB
 577                         /* NMI can be hooked up to a pushbutton for debugging */
 578                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 579                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 580                                 return;
 581 #endif /* DDB */
 582                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 583                         if (isa_nmi(code) == 0) return;
 584                         /* FALL THROUGH */
 585 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 586 #endif /* NISA > 0 */
 587                 }
 588
 589                 trap_fatal(&frame, eva);
 590                 return;
 591         }
 592
 593         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 594         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 595                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 596
 597         trapsignal(p, i, ucode);
 598
 599 #ifdef DEBUG
 600         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 601                 uprintf("fatal process exception: %s",
 602                         trap_msg[type]);
 603                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 604                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 605                 uprintf("\n");
 606         }
 607 #endif
 608
 609 out:
 610         userret(p, &frame, sticks, 1);
 611 }
 612
 613 #ifdef notyet
 614 /*
 615  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 616  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 617  * before this can be used. I think the only things remaining
 618  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 619  * debugging code.
 620  */
 621 static int
 622 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 623         struct trapframe *frame;
 624         int usermode;
 625         vm_offset_t eva;
 626 {
 627         vm_offset_t va;
 628         struct vmspace *vm = NULL;
 629         vm_map_t map = 0;
 630         int rv = 0;
 631         vm_prot_t ftype;
 632         struct proc *p = curproc;
 633
 634         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 635                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE;
 636         else
 637                 ftype = VM_PROT_READ;
 638
 639         va = trunc_page(eva);
 640         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 641                 vm_offset_t v;
 642                 vm_page_t mpte;
 643
 644                 if (p == NULL ||
 645                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 646                      (intr_nesting_level != 0 || curpcb == NULL ||
 647                       curpcb->pcb_onfault == NULL))) {
 648                         trap_fatal(frame, eva);
 649                         return (-1);
 650                 }
 651
 652                 /*
 653                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 654                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 655                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 656                  */
 657                 vm = p->p_vmspace;
 658                 if (vm == NULL)
 659                         goto nogo;
 660
 661                 map = &vm->vm_map;
 662
 663                 /*
 664                  * Keep swapout from messing with us during this
 665                  *      critical time.
 666                  */
 667                 ++p->p_lock;
 668
 669                 /*
 670                  * Grow the stack if necessary
 671                  */
 672                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 673                  * a growable stack region and the stack growth
 674                  * fails.  It returns true if va was not within
 675                  * a growable stack region, or if the stack
 676                  * growth succeeded.
 677                  */
 678                 if (!grow_stack (p, va)) {
 679                         rv = KERN_FAILURE;
 680                         --p->p_lock;
 681                         goto nogo;
 682                 }
 683
 684                 /* Fault in the user page: */
 685                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 686                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 687                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 688
 689                 --p->p_lock;
 690         } else {
 691                 /*
 692                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 693                  */
 694                 if (usermode)
 695                         goto nogo;
 696
 697                 /*
 698                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 699                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 700                  * the page.
 701                  */
 702                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 703         }
 704
 705         if (rv == KERN_SUCCESS)
 706                 return (0);
 707 nogo:
 708         if (!usermode) {
 709                 if (intr_nesting_level == 0 && curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 710                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 711                         return (0);
 712                 }
 713                 trap_fatal(frame, eva);
 714                 return (-1);
 715         }
 716
 717         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 718         frame->tf_err = eva;
 719
 720         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 721 }
 722 #endif
 723
 724 int
 725 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 726         struct trapframe *frame;
 727         int usermode;
 728         vm_offset_t eva;
 729 {
 730         vm_offset_t va;
 731         struct vmspace *vm = NULL;
 732         vm_map_t map = 0;
 733         int rv = 0;
 734         vm_prot_t ftype;
 735         struct proc *p = curproc;
 736
 737         va = trunc_page(eva);
 738         if (va >= KERNBASE) {
 739                 /*
 740                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 741                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 742                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 743                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 744                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 745                  * fault.
 746                  */
 747 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 748                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
 749                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 750                         return -2;
 751                 }
 752 #endif
 753                 if (usermode)
 754                         goto nogo;
 755
 756                 map = kernel_map;
 757         } else {
 758                 /*
 759                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 760                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 761                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 762                  */
 763                 if (p != NULL)
 764                         vm = p->p_vmspace;
 765
 766                 if (vm == NULL)
 767                         goto nogo;
 768
 769                 map = &vm->vm_map;
 770         }
 771
 772         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 773                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE;
 774         else
 775                 ftype = VM_PROT_READ;
 776
 777         if (map != kernel_map) {
 778                 /*
 779                  * Keep swapout from messing with us during this
 780                  *      critical time.
 781                  */
 782                 ++p->p_lock;
 783
 784                 /*
 785                  * Grow the stack if necessary
 786                  */
 787                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 788                  * a growable stack region and the stack growth
 789                  * fails.  It returns true if va was not within
 790                  * a growable stack region, or if the stack
 791                  * growth succeeded.
 792                  */
 793                 if (!grow_stack (p, va)) {
 794                         rv = KERN_FAILURE;
 795                         --p->p_lock;
 796                         goto nogo;
 797                 }
 798
 799                 /* Fault in the user page: */
 800                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 801                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 802                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 803
 804                 --p->p_lock;
 805         } else {
 806                 /*
 807                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
 808                  */
 809                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 810         }
 811
 812         if (rv == KERN_SUCCESS)
 813                 return (0);
 814 nogo:
 815         if (!usermode) {
 816                 if (intr_nesting_level == 0 && curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 817                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 818                         return (0);
 819                 }
 820                 trap_fatal(frame, eva);
 821                 return (-1);
 822         }
 823
 824         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 825         frame->tf_err = eva;
 826
 827         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 828 }
 829
 830 static void
 831 trap_fatal(frame, eva)
 832         struct trapframe *frame;
 833         vm_offset_t eva;
 834 {
 835         int code, type, ss, esp;
 836         struct soft_segment_descriptor softseg;
 837
 838         code = frame->tf_err;
 839         type = frame->tf_trapno;
 840         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 841
 842         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 843                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 844                         type, trap_msg[type],
 845                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 846                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 847 #ifdef SMP
 848         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 849         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 850         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 851         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 852 #endif
 853         if (type == T_PAGEFLT) {
 854                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 855                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 856                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 857                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 858                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 859         }
 860         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 861                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 862         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 863                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 864                 esp = frame->tf_esp;
 865         } else {
 866                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 867                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 868         }
 869         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 870         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 871         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 872                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 873         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 874                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 875                softseg.ssd_gran);
 876         printf("processor eflags        = ");
 877         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 878                 printf("trace trap, ");
 879         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 880                 printf("interrupt enabled, ");
 881         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 882                 printf("nested task, ");
 883         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 884                 printf("resume, ");
 885         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 886                 printf("vm86, ");
 887         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 888         printf("current process         = ");
 889         if (curproc) {
 890                 printf("%lu (%s)\n",
 891                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 892                     curproc->p_comm : "");
 893         } else {
 894                 printf("Idle\n");
 895         }
 896         printf("interrupt mask          = ");
 897         if ((cpl & net_imask) == net_imask)
 898                 printf("net ");
 899         if ((cpl & tty_imask) == tty_imask)
 900                 printf("tty ");
 901         if ((cpl & bio_imask) == bio_imask)
 902                 printf("bio ");
 903         if ((cpl & cam_imask) == cam_imask)
 904                 printf("cam ");
 905         if (cpl == 0)
 906                 printf("none");
 907 #ifdef SMP
 908 /**
 909  *  XXX FIXME:
 910  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
 911  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
 912  */
 913         printf(" <- SMP: XXX");
 914 #endif
 915         printf("\n");
 916
 917 #ifdef KDB
 918         if (kdb_trap(&psl))
 919                 return;
 920 #endif
 921 #ifdef DDB
 922         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, 0, frame))
 923                 return;
 924 #endif
 925         printf("trap number             = %d\n", type);
 926         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 927                 panic(trap_msg[type]);
 928         else
 929                 panic("unknown/reserved trap");
 930 }
 931
 932 /*
 933  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 934  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 935  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 936  * for example).
 937  *
 938  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 939  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 940  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 941  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 942  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 943  */
 944 void
 945 dblfault_handler()
 946 {
 947         printf("\nFatal double fault:\n");
 948         printf("eip = 0x%x\n", common_tss.tss_eip);
 949         printf("esp = 0x%x\n", common_tss.tss_esp);
 950         printf("ebp = 0x%x\n", common_tss.tss_ebp);
 951 #ifdef SMP
 952         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 953         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 954         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 955         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 956 #endif
 957         panic("double fault");
 958 }
 959
 960 /*
 961  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
 962  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
 963  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
 964  * are thrown out early for other reasons.
 965  */
 966 int trapwrite(addr)
 967         unsigned addr;
 968 {
 969         struct proc *p;
 970         vm_offset_t va;
 971         struct vmspace *vm;
 972         int rv;
 973
 974         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
 975         /*
 976          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
 977          */
 978         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
 979                 return (1);
 980
 981         p = curproc;
 982         vm = p->p_vmspace;
 983
 984         ++p->p_lock;
 985
 986         if (!grow_stack (p, va)) {
 987                 --p->p_lock;
 988                 return (1);
 989         }
 990
 991         /*
 992          * fault the data page
 993          */
 994         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
 995
 996         --p->p_lock;
 997
 998         if (rv != KERN_SUCCESS)
 999                 return 1;
1000
1001         return (0);
1002 }
1003
1004 /*
1005  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1006  *
1007  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1008  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1009  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1010  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1011  *
1012  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1013  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1014  */
1015 void
1016 syscall2(frame)
1017         struct trapframe frame;
1018 {
1019         caddr_t params;
1020         int i;
1021         struct sysent *callp;
1022         struct proc *p = curproc;
1023         u_quad_t sticks;
1024         int error;
1025         int narg;
1026         int args[8];
1027         int have_mplock = 0;
1028         u_int code;
1029
1030 #ifdef DIAGNOSTIC
1031         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1032                 get_mplock();
1033                 panic("syscall");
1034                 /* NOT REACHED */
1035         }
1036 #endif
1037
1038         /*
1039          * handle atomicy by looping since interrupts are enabled and the
1040          * MP lock is not held.
1041          */
1042         sticks = ((volatile struct proc *)p)->p_sticks;
1043         while (sticks != ((volatile struct proc *)p)->p_sticks)
1044                 sticks = ((volatile struct proc *)p)->p_sticks;
1045
1046         p->p_md.md_regs = &frame;
1047         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1048         code = frame.tf_eax;
1049
1050         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1051                 /*
1052                  * The prep code is not MP aware.
1053                  */
1054                 get_mplock();
1055                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
1056                 rel_mplock();
1057         } else {
1058                 /*
1059                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1060                  * fuword is MP aware.
1061                  */
1062                 if (code == SYS_syscall) {
1063                         /*
1064                          * Code is first argument, followed by actual args.
1065                          */
1066                         code = fuword(params);
1067                         params += sizeof(int);
1068                 } else if (code == SYS___syscall) {
1069                         /*
1070                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1071                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1072                          */
1073                         code = fuword(params);
1074                         params += sizeof(quad_t);
1075                 }
1076         }
1077
1078         if (p->p_sysent->sv_mask)
1079                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
1080
1081         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1082                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1083         else
1084                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1085
1086         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1087
1088         /*
1089          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1090          */
1091         if (params && (i = narg * sizeof(int)) &&
1092             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
1093                 get_mplock();
1094                 have_mplock = 1;
1095 #ifdef KTRACE
1096                 if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL))
1097                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1098 #endif
1099                 goto bad;
1100         }
1101
1102         /*
1103          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1104          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1105          * we are ktracing
1106          */
1107         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1108                 get_mplock();
1109                 have_mplock = 1;
1110         }
1111
1112 #ifdef KTRACE
1113         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL)) {
1114                 if (have_mplock == 0) {
1115                         get_mplock();
1116                         have_mplock = 1;
1117                 }
1118                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1119         }
1120 #endif
1121         p->p_retval[0] = 0;
1122         p->p_retval[1] = frame.tf_edx;
1123
1124         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1125
1126         error = (*callp->sy_call)(p, args);
1127
1128         /*
1129          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1130          */
1131         switch (error) {
1132         case 0:
1133                 /*
1134                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1135                  * if this is a child returning from fork syscall.
1136                  */
1137                 p = curproc;
1138                 frame.tf_eax = p->p_retval[0];
1139                 frame.tf_edx = p->p_retval[1];
1140                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1141                 break;
1142
1143         case ERESTART:
1144                 /*
1145                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1146                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1147                  */
1148                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1149                 break;
1150
1151         case EJUSTRETURN:
1152                 break;
1153
1154         default:
1155 bad:
1156                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1157                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1158                                 error = -1;     /* XXX */
1159                         else
1160                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1161                 }
1162                 frame.tf_eax = error;
1163                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1164                 break;
1165         }
1166
1167         /*
1168          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1169          */
1170         if ((frame.tf_eflags & PSL_T) && !(frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
1171                 if (have_mplock == 0) {
1172                         get_mplock();
1173                         have_mplock = 1;
1174                 }
1175                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1176                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1177         }
1178
1179         /*
1180          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1181          */
1182         have_mplock = userret(p, &frame, sticks, have_mplock);
1183
1184 #ifdef KTRACE
1185         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET)) {
1186                 if (have_mplock == 0) {
1187                         get_mplock();
1188                         have_mplock = 1;
1189                 }
1190                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, p->p_retval[0]);
1191         }
1192 #endif
1193
1194         /*
1195          * This works because errno is findable through the
1196          * register set.  If we ever support an emulation where this
1197          * is not the case, this code will need to be revisited.
1198          */
1199         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1200
1201         /*
1202          * Release the MP lock if we had to get it
1203          */
1204         if (have_mplock)
1205                 rel_mplock();
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1210  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1211  * held on return.
1212  */
1213 void
1214 fork_return(p, frame)
1215         struct proc *p;
1216         struct trapframe frame;
1217 {
1218         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1219         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1220         frame.tf_edx = 1;
1221
1222         userret(p, &frame, 0, 1);
1223 #ifdef KTRACE
1224         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET))
1225                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1226 #endif
1227 }