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_clock.h"
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_isa.h"
  49 #include "opt_ktrace.h"
  50 #include "opt_npx.h"
  51 #include "opt_trap.h"
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/bus.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/proc.h>
  57 #include <sys/pioctl.h>
  58 #include <sys/kernel.h>
  59 #include <sys/ktr.h>
  60 #include <sys/lock.h>
  61 #include <sys/mutex.h>
  62 #include <sys/resourcevar.h>
  63 #include <sys/signalvar.h>
  64 #include <sys/syscall.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/sysent.h>
  67 #include <sys/uio.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #ifdef KTRACE
  70 #include <sys/ktrace.h>
  71 #endif
  72
  73 #include <vm/vm.h>
  74 #include <vm/vm_param.h>
  75 #include <vm/pmap.h>
  76 #include <vm/vm_kern.h>
  77 #include <vm/vm_map.h>
  78 #include <vm/vm_page.h>
  79 #include <vm/vm_extern.h>
  80
  81 #include <machine/cpu.h>
  82 #include <machine/md_var.h>
  83 #include <machine/pcb.h>
  84 #ifdef SMP
  85 #include <machine/smp.h>
  86 #endif
  87 #include <machine/tss.h>
  88
  89 #include <i386/isa/icu.h>
  90 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
  91
  92 #ifdef POWERFAIL_NMI
  93 #include <sys/syslog.h>
  94 #include <machine/clock.h>
  95 #endif
  96
  97 #include <machine/vm86.h>
  98
  99 #include <ddb/ddb.h>
 100
 101 #include <sys/sysctl.h>
 102
 103 int (*pmath_emulate)(struct trapframe *);
 104
 105 extern void trap(struct trapframe frame);
 106 #ifdef I386_CPU
 107 extern int trapwrite(unsigned addr);
 108 #endif
 109 extern void syscall(struct trapframe frame);
 110
 111 static int trap_pfault(struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 112 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 113 void dblfault_handler(void);
 114
 115 extern inthand_t IDTVEC(lcall_syscall);
 116
 117 #define MAX_TRAP_MSG            28
 118 static char *trap_msg[] = {
 119         "",                                     /*  0 unused */
 120         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 121         "",                                     /*  2 unused */
 122         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 123         "",                                     /*  4 unused */
 124         "",                                     /*  5 unused */
 125         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 126         "",                                     /*  7 unused */
 127         "",                                     /*  8 unused */
 128         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 129         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 130         "",                                     /* 11 unused */
 131         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 132         "",                                     /* 13 unused */
 133         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 134         "",                                     /* 15 unused */
 135         "",                                     /* 16 unused */
 136         "",                                     /* 17 unused */
 137         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 138         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 139         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 140         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 141         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 142         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 143         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 144         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 145         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 146         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 147         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 148 };
 149
 150 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 151 extern int has_f00f_bug;
 152 #endif
 153
 154 #ifdef DDB
 155 static int ddb_on_nmi = 1;
 156 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ddb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 157         &ddb_on_nmi, 0, "Go to DDB on NMI");
 158 #endif
 159 static int panic_on_nmi = 1;
 160 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 161         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 162
 163 #ifdef WITNESS
 164 extern char *syscallnames[];
 165 #endif
 166
 167 #ifdef DEVICE_POLLING
 168 extern u_int32_t poll_in_trap;
 169 extern int ether_poll(int count);
 170 #endif /* DEVICE_POLLING */
 171
 172 /*
 173  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 174  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 175  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 176  * frame after the exception has been processed.
 177  */
 178
 179 void
 180 trap(frame)
 181         struct trapframe frame;
 182 {
 183         struct thread *td = curthread;
 184         struct proc *p = td->td_proc;
 185         u_int sticks = 0;
 186         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 187         vm_offset_t eva;
 188 #ifdef POWERFAIL_NMI
 189         static int lastalert = 0;
 190 #endif
 191
 192         atomic_add_int(&cnt.v_trap, 1);
 193
 194         if ((frame.tf_eflags & PSL_I) == 0) {
 195                 /*
 196                  * Buggy application or kernel code has disabled
 197                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 198                  * now is wrong, but it is better than running with
 199                  * interrupts disabled until they are accidentally
 200                  * enabled later.
 201                  */
 202                 type = frame.tf_trapno;
 203                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 204                         printf(
 205                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 206                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 207                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP) {
 208                         /*
 209                          * XXX not quite right, since this may be for a
 210                          * multiple fault in user mode.
 211                          */
 212                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 213                             type);
 214                         /*
 215                          * Page faults need interrupts diasabled until later,
 216                          * and we shouldn't enable interrupts while holding a
 217                          * spin lock.
 218                          */
 219                         if (type != T_PAGEFLT && PCPU_GET(spinlocks) == NULL)
 220                                 enable_intr();
 221                 }
 222         }
 223
 224         eva = 0;
 225         type = frame.tf_trapno;
 226         code = frame.tf_err;
 227         if (type == T_PAGEFLT) {
 228                 /*
 229                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by
 230                  * interrupts.  This problem is worked around by using
 231                  * an interrupt gate for the pagefault handler.  We
 232                  * are finally ready to read %cr2 and then must
 233                  * reenable interrupts.
 234                  *
 235                  * If we get a page fault while holding a spin lock, then
 236                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 237                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 238                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 239                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 240                  * to the debugger.
 241                  */
 242                 eva = rcr2();
 243                 if (PCPU_GET(spinlocks) == NULL)
 244                         enable_intr();
 245                 else
 246                         trap_fatal(&frame, eva);
 247         }
 248
 249 #ifdef  DEVICE_POLLING
 250         if (poll_in_trap)
 251                 ether_poll(poll_in_trap);
 252 #endif  /* DEVICE_POLLING */
 253
 254         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) ||
 255             ((frame.tf_eflags & PSL_VM) && !in_vm86call)) {
 256                 /* user trap */
 257
 258                 sticks = td->td_kse->ke_sticks;
 259                 td->td_frame = &frame;
 260                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 261                         cred_update_thread(td);
 262
 263                 switch (type) {
 264                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 265                         ucode = type;
 266                         i = SIGILL;
 267                         break;
 268
 269                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 270                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 271                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 272                         i = SIGTRAP;
 273                         break;
 274
 275                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 276 #ifdef DEV_NPX
 277                         ucode = npxtrap();
 278                         if (ucode == -1)
 279                                 goto userout;
 280 #else
 281                         ucode = code;
 282 #endif
 283                         i = SIGFPE;
 284                         break;
 285
 286                         /*
 287                          * The following two traps can happen in
 288                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 289                          * them specially.
 290                          */
 291                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 292                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 293                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 294                                 mtx_lock(&Giant);
 295                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 296                                 mtx_unlock(&Giant);
 297                                 if (i == 0)
 298                                         goto user;
 299                                 break;
 300                         }
 301                         /* FALL THROUGH */
 302
 303                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 304                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 305                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 306                 default:
 307                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 308                         i = SIGBUS;
 309                         break;
 310
 311                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 312                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 313 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 314                         if (i == -2) {
 315                                 /*
 316                                  * The f00f hack workaround has triggered, so
 317                                  * treat the fault as an illegal instruction
 318                                  * (T_PRIVINFLT) instead of a page fault.
 319                                  */
 320                                 type = frame.tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 321
 322                                 /* Proceed as in that case. */
 323                                 ucode = type;
 324                                 i = SIGILL;
 325                                 break;
 326                         }
 327 #endif
 328                         if (i == -1)
 329                                 goto userout;
 330                         if (i == 0)
 331                                 goto user;
 332
 333                         ucode = T_PAGEFLT;
 334                         break;
 335
 336                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 337                         ucode = FPE_INTDIV;
 338                         i = SIGFPE;
 339                         break;
 340
 341 #ifdef DEV_ISA
 342                 case T_NMI:
 343 #ifdef POWERFAIL_NMI
 344 #ifndef TIMER_FREQ
 345 #  define TIMER_FREQ 1193182
 346 #endif
 347                         mtx_lock(&Giant);
 348                         if (time_second - lastalert > 10) {
 349                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 350                                 sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 351                                 lastalert = time_second;
 352                         }
 353                         mtx_unlock(&Giant);
 354                         goto userout;
 355 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 356                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 357                         /* XXX Giant */
 358                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 359 #ifdef DDB
 360                                 /*
 361                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 362                                  * for debugging.
 363                                  */
 364                                 if (ddb_on_nmi) {
 365                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 366                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 367                                 }
 368 #endif /* DDB */
 369                                 goto userout;
 370                         } else if (panic_on_nmi)
 371                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 372                         break;
 373 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 374 #endif /* DEV_ISA */
 375
 376                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 377                         ucode = FPE_INTOVF;
 378                         i = SIGFPE;
 379                         break;
 380
 381                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 382                         ucode = FPE_FLTSUB;
 383                         i = SIGFPE;
 384                         break;
 385
 386                 case T_DNA:
 387 #ifdef DEV_NPX
 388                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 389                         if (npxdna())
 390                                 goto userout;
 391 #endif
 392                         if (!pmath_emulate) {
 393                                 i = SIGFPE;
 394                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 395                                 break;
 396                         }
 397                         mtx_lock(&Giant);
 398                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 399                         mtx_unlock(&Giant);
 400                         if (i == 0) {
 401                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 402                                         goto userout;
 403                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 404                                 i = SIGTRAP;
 405                         }
 406                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 407                         break;
 408
 409                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 410                         ucode = T_FPOPFLT;
 411                         i = SIGILL;
 412                         break;
 413
 414                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 415                         ucode = 0; /* XXX */
 416                         i = SIGFPE;
 417                         break;
 418                 }
 419         } else {
 420                 /* kernel trap */
 421
 422                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 423                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 424                 switch (type) {
 425                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 426                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 427                         goto out;
 428
 429                 case T_DNA:
 430 #ifdef DEV_NPX
 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                                 goto out;
 438 #endif
 439                         break;
 440
 441                         /*
 442                          * The following two traps can happen in
 443                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 444                          * them specially.
 445                          */
 446                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 447                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 448                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 449                                 mtx_lock(&Giant);
 450                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 451                                 mtx_unlock(&Giant);
 452                                 if (i != 0)
 453                                         /*
 454                                          * returns to original process
 455                                          */
 456                                         vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 457                                 goto out;
 458                         }
 459                         if (type == T_STKFLT)
 460                                 break;
 461
 462                         /* FALL THROUGH */
 463
 464                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 465                         if (in_vm86call)
 466                                 break;
 467
 468                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 469                                 break;
 470
 471                         /*
 472                          * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 473                          * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 474                          * underlying LDT entry.  This causes a fault
 475                          * in kernel mode when the kernel attempts to
 476                          * switch contexts.  Lose the bad context
 477                          * (XXX) so that we can continue, and generate
 478                          * a signal.
 479                          */
 480                         if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 481                                 PCPU_GET(curpcb)->pcb_gs = 0;
 482                                 PROC_LOCK(p);
 483                                 psignal(p, SIGBUS);
 484                                 PROC_UNLOCK(p);
 485                                 goto out;
 486                         }
 487
 488                         /*
 489                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 490                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 491                          * This causes a fault in kernel mode when the
 492                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 493                          * to get this fault so that we can fix the
 494                          * problem here and not have to check all the
 495                          * selectors and pointers when the user changes
 496                          * them.
 497                          */
 498                         if (frame.tf_eip == (int)doreti_iret) {
 499                                 frame.tf_eip = (int)doreti_iret_fault;
 500                                 goto out;
 501                         }
 502                         if (frame.tf_eip == (int)doreti_popl_ds) {
 503                                 frame.tf_eip = (int)doreti_popl_ds_fault;
 504                                 goto out;
 505                         }
 506                         if (frame.tf_eip == (int)doreti_popl_es) {
 507                                 frame.tf_eip = (int)doreti_popl_es_fault;
 508                                 goto out;
 509                         }
 510                         if (frame.tf_eip == (int)doreti_popl_fs) {
 511                                 frame.tf_eip = (int)doreti_popl_fs_fault;
 512                                 goto out;
 513                         }
 514                         if (PCPU_GET(curpcb) != NULL &&
 515                             PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 516                                 frame.tf_eip =
 517                                     (int)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 518                                 goto out;
 519                         }
 520                         break;
 521
 522                 case T_TSSFLT:
 523                         /*
 524                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 525                          * automatically when the kernel is entered.  This
 526                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 527                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 528                          * want to get this fault so that we can fix the
 529                          * problem here and not every time the kernel is
 530                          * entered.
 531                          */
 532                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 533                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 534                                 goto out;
 535                         }
 536                         break;
 537
 538                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 539                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall)) {
 540                                 /*
 541                                  * We've just entered system mode via the
 542                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 543                                  * silently until the syscall handler has
 544                                  * saved the flags.
 545                                  */
 546                                 goto out;
 547                         }
 548                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall) + 1) {
 549                                 /*
 550                                  * The syscall handler has now saved the
 551                                  * flags.  Stop single stepping it.
 552                                  */
 553                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 554                                 goto out;
 555                         }
 556                         /*
 557                          * Ignore debug register trace traps due to
 558                          * accesses in the user's address space, which
 559                          * can happen under several conditions such as
 560                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 561                          * then passes that buffer to a system call.
 562                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 563                          * in kernel space because that is useful when
 564                          * debugging the kernel.
 565                          */
 566                         /* XXX Giant */
 567                         if (user_dbreg_trap() && !in_vm86call) {
 568                                 /*
 569                                  * Reset breakpoint bits because the
 570                                  * processor doesn't
 571                                  */
 572                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 573                                 goto out;
 574                         }
 575                         /*
 576                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 577                          */
 578                 case T_BPTFLT:
 579                         /*
 580                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 581                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 582                          */
 583 #ifdef DDB
 584                         /* XXX Giant */
 585                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 586                                 goto out;
 587 #endif
 588                         break;
 589
 590 #ifdef DEV_ISA
 591                 case T_NMI:
 592 #ifdef POWERFAIL_NMI
 593                         mtx_lock(&Giant);
 594                         if (time_second - lastalert > 10) {
 595                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 596                                 sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 597                                 lastalert = time_second;
 598                         }
 599                         mtx_unlock(&Giant);
 600                         goto out;
 601 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 602                         /* XXX Giant */
 603                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 604                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 605 #ifdef DDB
 606                                 /*
 607                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 608                                  * for debugging.
 609                                  */
 610                                 if (ddb_on_nmi) {
 611                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 612                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 613                                 }
 614 #endif /* DDB */
 615                                 goto out;
 616                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 617                                 goto out;
 618                         /* FALL THROUGH */
 619 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 620 #endif /* DEV_ISA */
 621                 }
 622
 623                 trap_fatal(&frame, eva);
 624                 goto out;
 625         }
 626
 627         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 628         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 629                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 630
 631         trapsignal(p, i, ucode);
 632
 633 #ifdef DEBUG
 634         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 635                 uprintf("fatal process exception: %s",
 636                         trap_msg[type]);
 637                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 638                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 639                 uprintf("\n");
 640         }
 641 #endif
 642
 643 user:
 644         userret(td, &frame, sticks);
 645         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 646 userout:
 647 #ifdef DIAGNOSTIC
 648         cred_free_thread(td);
 649 #endif
 650 out:
 651         return;
 652 }
 653
 654 int
 655 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 656         struct trapframe *frame;
 657         int usermode;
 658         vm_offset_t eva;
 659 {
 660         vm_offset_t va;
 661         struct vmspace *vm = NULL;
 662         vm_map_t map = 0;
 663         int rv = 0;
 664         vm_prot_t ftype;
 665         struct thread *td = curthread;
 666         struct proc *p = td->td_proc;
 667
 668         va = trunc_page(eva);
 669         if (va >= KERNBASE) {
 670                 /*
 671                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 672                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 673                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 674                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 675                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 676                  * fault.
 677                  */
 678 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 679                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug)
 680                         return -2;
 681 #endif
 682                 if (usermode)
 683                         goto nogo;
 684
 685                 map = kernel_map;
 686         } else {
 687                 /*
 688                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 689                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 690                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 691                  */
 692                 if (p != NULL)
 693                         vm = p->p_vmspace;
 694
 695                 if (vm == NULL)
 696                         goto nogo;
 697
 698                 map = &vm->vm_map;
 699         }
 700
 701         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 702                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 703         else
 704                 ftype = VM_PROT_READ;
 705
 706         if (map != kernel_map) {
 707                 /*
 708                  * Keep swapout from messing with us during this
 709                  *      critical time.
 710                  */
 711                 PROC_LOCK(p);
 712                 ++p->p_lock;
 713                 PROC_UNLOCK(p);
 714
 715                 /* Fault in the user page: */
 716                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 717                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 718                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 719
 720                 PROC_LOCK(p);
 721                 --p->p_lock;
 722                 PROC_UNLOCK(p);
 723         } else {
 724                 /*
 725                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 726                  * kernel.
 727                  */
 728                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 729         }
 730         if (rv == KERN_SUCCESS)
 731                 return (0);
 732 nogo:
 733         if (!usermode) {
 734                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 735                     PCPU_GET(curpcb) != NULL &&
 736                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 737                         frame->tf_eip = (int)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 738                         return (0);
 739                 }
 740                 trap_fatal(frame, eva);
 741                 return (-1);
 742         }
 743
 744         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 745         frame->tf_err = eva;
 746
 747         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 748 }
 749
 750 static void
 751 trap_fatal(frame, eva)
 752         struct trapframe *frame;
 753         vm_offset_t eva;
 754 {
 755         int code, type, ss, esp;
 756         struct soft_segment_descriptor softseg;
 757
 758         code = frame->tf_err;
 759         type = frame->tf_trapno;
 760         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 761
 762         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 763                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 764                         type, trap_msg[type],
 765                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 766                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 767 #ifdef SMP
 768         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 769         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 770         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 771 #endif
 772         if (type == T_PAGEFLT) {
 773                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 774                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 775                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 776                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 777                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 778         }
 779         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 780                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 781         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 782                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 783                 esp = frame->tf_esp;
 784         } else {
 785                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 786                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 787         }
 788         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 789         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 790         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 791                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 792         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 793                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 794                softseg.ssd_gran);
 795         printf("processor eflags        = ");
 796         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 797                 printf("trace trap, ");
 798         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 799                 printf("interrupt enabled, ");
 800         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 801                 printf("nested task, ");
 802         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 803                 printf("resume, ");
 804         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 805                 printf("vm86, ");
 806         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 807         printf("current process         = ");
 808         if (curproc) {
 809                 printf("%lu (%s)\n",
 810                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 811                     curproc->p_comm : "");
 812         } else {
 813                 printf("Idle\n");
 814         }
 815
 816 #ifdef KDB
 817         if (kdb_trap(&psl))
 818                 return;
 819 #endif
 820 #ifdef DDB
 821         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, 0, frame))
 822                 return;
 823 #endif
 824         printf("trap number             = %d\n", type);
 825         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 826                 panic("%s", trap_msg[type]);
 827         else
 828                 panic("unknown/reserved trap");
 829 }
 830
 831 /*
 832  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 833  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 834  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 835  * for example).
 836  *
 837  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 838  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 839  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 840  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 841  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 842  */
 843 void
 844 dblfault_handler()
 845 {
 846         printf("\nFatal double fault:\n");
 847         printf("eip = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_eip));
 848         printf("esp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_esp));
 849         printf("ebp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_ebp));
 850 #ifdef SMP
 851         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 852         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 853         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 854 #endif
 855         panic("double fault");
 856 }
 857
 858 #ifdef I386_CPU
 859 /*
 860  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
 861  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
 862  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
 863  * are thrown out early for other reasons.
 864  */
 865 int trapwrite(addr)
 866         unsigned addr;
 867 {
 868         struct thread *td;
 869         struct proc *p;
 870         vm_offset_t va;
 871         struct vmspace *vm;
 872         int rv;
 873
 874         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
 875         /*
 876          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
 877          */
 878         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
 879                 return (1);
 880
 881         td = curthread;
 882         p = td->td_proc;
 883         vm = p->p_vmspace;
 884
 885         PROC_LOCK(p);
 886         ++p->p_lock;
 887         PROC_UNLOCK(p);
 888
 889         if (vm_map_growstack(p, va) != KERN_SUCCESS)
 890                 rv = KERN_FAILURE;
 891         else
 892                 /*
 893                  * fault the data page
 894                  */
 895                 rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
 896
 897         PROC_LOCK(p);
 898         --p->p_lock;
 899         PROC_UNLOCK(p);
 900
 901         if (rv != KERN_SUCCESS)
 902                 return 1;
 903
 904         return (0);
 905 }
 906 #endif
 907
 908 /*
 909  *      syscall -       system call request C handler
 910  *
 911  *      A system call is essentially treated as a trap.
 912  */
 913 void
 914 syscall(frame)
 915         struct trapframe frame;
 916 {
 917         caddr_t params;
 918         int i;
 919         struct sysent *callp;
 920         struct thread *td = curthread;
 921         struct proc *p = td->td_proc;
 922         register_t orig_tf_eflags;
 923         u_int sticks;
 924         int error;
 925         int narg;
 926         int args[8];
 927         u_int code;
 928
 929         /*
 930          * note: PCPU_LAZY_INC() can only be used if we can afford
 931          * occassional inaccuracy in the count.
 932          */
 933         PCPU_LAZY_INC(cnt.v_syscall);
 934
 935 #ifdef DIAGNOSTIC
 936         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
 937                 mtx_lock(&Giant);       /* try to stabilize the system XXX */
 938                 panic("syscall");
 939                 /* NOT REACHED */
 940                 mtx_unlock(&Giant);
 941         }
 942 #endif
 943
 944         sticks = td->td_kse->ke_sticks;
 945         td->td_frame = &frame;
 946         if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 947                 cred_update_thread(td);
 948         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
 949         code = frame.tf_eax;
 950         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
 951
 952         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 953                 /*
 954                  * The prep code is MP aware.
 955                  */
 956                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
 957         } else {
 958                 /*
 959                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
 960                  * fuword is MP aware.
 961                  */
 962                 if (code == SYS_syscall) {
 963                         /*
 964                          * Code is first argument, followed by actual args.
 965                          */
 966                         code = fuword(params);
 967                         params += sizeof(int);
 968                 } else if (code == SYS___syscall) {
 969                         /*
 970                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
 971                          * quad alignment for the rest of the arguments.
 972                          */
 973                         code = fuword(params);
 974                         params += sizeof(quad_t);
 975                 }
 976         }
 977
 978         if (p->p_sysent->sv_mask)
 979                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
 980
 981         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
 982                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 983         else
 984                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
 985
 986         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
 987
 988         /*
 989          * copyin and the ktrsyscall()/ktrsysret() code is MP-aware
 990          */
 991         if (params && (i = narg * sizeof(int)) &&
 992             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
 993 #ifdef KTRACE
 994                 if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL))
 995                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
 996 #endif
 997                 goto bad;
 998         }
 999
1000         /*
1001          * Try to run the syscall without Giant if the syscall
1002          * is MP safe.
1003          */
1004         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1005                 mtx_lock(&Giant);
1006         }
1007
1008 #ifdef KTRACE
1009         /*
1010          * We have to obtain Giant no matter what if
1011          * we are ktracing
1012          */
1013         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL)) {
1014                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1015         }
1016 #endif
1017         td->td_retval[0] = 0;
1018         td->td_retval[1] = frame.tf_edx;
1019
1020         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);
1021
1022         error = (*callp->sy_call)(td, args);
1023
1024         switch (error) {
1025         case 0:
1026                 frame.tf_eax = td->td_retval[0];
1027                 frame.tf_edx = td->td_retval[1];
1028                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1029                 break;
1030
1031         case ERESTART:
1032                 /*
1033                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1034                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1035                  */
1036                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1037                 break;
1038
1039         case EJUSTRETURN:
1040                 break;
1041
1042         default:
1043 bad:
1044                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1045                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1046                                 error = -1;     /* XXX */
1047                         else
1048                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1049                 }
1050                 frame.tf_eax = error;
1051                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1052                 break;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * Traced syscall.
1057          */
1058         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1059                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1060                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1061         }
1062
1063         /*
1064          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1065          */
1066         userret(td, &frame, sticks);
1067
1068 #ifdef KTRACE
1069         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET)) {
1070                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, td->td_retval[0]);
1071         }
1072 #endif
1073
1074         /*
1075          * Release Giant if we previously set it.  Do not
1076          * release based on mtx_owned() - we want to catch
1077          * broken syscalls.
1078          */
1079         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1080                 mtx_unlock(&Giant);
1081         }
1082
1083         /*
1084          * This works because errno is findable through the
1085          * register set.  If we ever support an emulation where this
1086          * is not the case, this code will need to be revisited.
1087          */
1088         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1089
1090 #ifdef DIAGNOSTIC
1091         cred_free_thread(td);
1092 #endif
1093
1094 #ifdef WITNESS
1095         if (witness_list(td)) {
1096                 panic("system call %s returning with mutex(s) held\n",
1097                     syscallnames[code]);
1098         }
1099 #endif
1100         mtx_assert(&sched_lock, MA_NOTOWNED);
1101         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
1102 }
1103