sys/i386/i386/trap.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
   3  *
   4  * Copyright (C) 1994, David Greenman
   5  * Copyright (c) 1990, 1993
   6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * the University of Utah, and William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      from: @(#)trap.c        7.4 (Berkeley) 5/13/91
  40  */
  41
  42 #include <sys/cdefs.h>
  43 __FBSDID("$FreeBSD$");
  44
  45 /*
  46  * 386 Trap and System call handling
  47  */
  48
  49 #include "opt_clock.h"
  50 #include "opt_compat.h"
  51 #include "opt_cpu.h"
  52 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  53 #include "opt_isa.h"
  54 #include "opt_kdb.h"
  55 #include "opt_stack.h"
  56 #include "opt_trap.h"
  57
  58 #include <sys/param.h>
  59 #include <sys/bus.h>
  60 #include <sys/systm.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/pioctl.h>
  63 #include <sys/ptrace.h>
  64 #include <sys/kdb.h>
  65 #include <sys/kernel.h>
  66 #include <sys/ktr.h>
  67 #include <sys/lock.h>
  68 #include <sys/mutex.h>
  69 #include <sys/resourcevar.h>
  70 #include <sys/signalvar.h>
  71 #include <sys/syscall.h>
  72 #include <sys/sysctl.h>
  73 #include <sys/sysent.h>
  74 #include <sys/uio.h>
  75 #include <sys/vmmeter.h>
  76 #ifdef HWPMC_HOOKS
  77 #include <sys/pmckern.h>
  78 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, all);
  79 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, read);
  80 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, write);
  81 #endif
  82 #include <security/audit/audit.h>
  83
  84 #include <vm/vm.h>
  85 #include <vm/vm_param.h>
  86 #include <vm/pmap.h>
  87 #include <vm/vm_kern.h>
  88 #include <vm/vm_map.h>
  89 #include <vm/vm_page.h>
  90 #include <vm/vm_extern.h>
  91
  92 #include <machine/cpu.h>
  93 #include <machine/intr_machdep.h>
  94 #include <x86/mca.h>
  95 #include <machine/md_var.h>
  96 #include <machine/pcb.h>
  97 #ifdef SMP
  98 #include <machine/smp.h>
  99 #endif
 100 #include <machine/stack.h>
 101 #include <machine/trap.h>
 102 #include <machine/tss.h>
 103 #include <machine/vm86.h>
 104
 105 #ifdef POWERFAIL_NMI
 106 #include <sys/syslog.h>
 107 #include <machine/clock.h>
 108 #endif
 109
 110 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 111 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 112 #endif
 113
 114 void trap(struct trapframe *frame);
 115 void syscall(struct trapframe *frame);
 116
 117 static int trap_pfault(struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 118 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 119 void dblfault_handler(void);
 120
 121 extern inthand_t IDTVEC(bpt), IDTVEC(dbg), IDTVEC(int0x80_syscall);
 122
 123 #define MAX_TRAP_MSG            32
 124
 125 struct trap_data {
 126         bool            ei;
 127         const char      *msg;
 128 };
 129
 130 static const struct trap_data trap_data[] = {
 131         [T_PRIVINFLT] = { .ei = true,   .msg = "privileged instruction fault" },
 132         [T_BPTFLT] =    { .ei = false,  .msg = "breakpoint instruction fault" },
 133         [T_ARITHTRAP] = { .ei = true,   .msg = "arithmetic trap" },
 134         [T_PROTFLT] =   { .ei = true,   .msg = "general protection fault" },
 135         [T_TRCTRAP] =   { .ei = false,  .msg = "trace trap" },
 136         [T_PAGEFLT] =   { .ei = true,   .msg = "page fault" },
 137         [T_ALIGNFLT] =  { .ei = true,   .msg = "alignment fault" },
 138         [T_DIVIDE] =    { .ei = true,   .msg = "integer divide fault" },
 139         [T_NMI] =       { .ei = false,  .msg = "non-maskable interrupt trap" },
 140         [T_OFLOW] =     { .ei = true,   .msg = "overflow trap" },
 141         [T_BOUND] =     { .ei = true,   .msg = "FPU bounds check fault" },
 142         [T_DNA] =       { .ei = true,   .msg = "FPU device not available" },
 143         [T_DOUBLEFLT] = { .ei = false,  .msg = "double fault" },
 144         [T_FPOPFLT] =   { .ei = true,   .msg = "FPU operand fetch fault" },
 145         [T_TSSFLT] =    { .ei = true,   .msg = "invalid TSS fault" },
 146         [T_SEGNPFLT] =  { .ei = true,   .msg = "segment not present fault" },
 147         [T_STKFLT] =    { .ei = true,   .msg = "stack fault" },
 148         [T_MCHK] =      { .ei = true,   .msg = "machine check trap" },
 149         [T_XMMFLT] =    { .ei = true,   .msg = "SIMD floating-point exception" },
 150         [T_DTRACE_RET] ={ .ei = true,   .msg = "DTrace pid return trap" },
 151 };
 152
 153 static bool
 154 trap_enable_intr(int trapno)
 155 {
 156
 157         MPASS(trapno > 0);
 158         if (trapno < nitems(trap_data) && trap_data[trapno].msg != NULL)
 159                 return (trap_data[trapno].ei);
 160         return (false);
 161 }
 162
 163 static const char *
 164 trap_msg(int trapno)
 165 {
 166         const char *res;
 167         static const char unkn[] = "UNKNOWN";
 168
 169         res = NULL;
 170         if (trapno < nitems(trap_data))
 171                 res = trap_data[trapno].msg;
 172         if (res == NULL)
 173                 res = unkn;
 174         return (res);
 175 }
 176
 177 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 178 int has_f00f_bug = 0;           /* Initialized so that it can be patched. */
 179 #endif
 180
 181 static int prot_fault_translation = 0;
 182 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 183         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 184 static int uprintf_signal;
 185 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, uprintf_signal, CTLFLAG_RW,
 186     &uprintf_signal, 0,
 187     "Print debugging information on trap signal to ctty");
 188
 189 /*
 190  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 191  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 192  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 193  * frame after the exception has been processed.
 194  */
 195
 196 void
 197 trap(struct trapframe *frame)
 198 {
 199         ksiginfo_t ksi;
 200         struct thread *td;
 201         struct proc *p;
 202 #ifdef KDB
 203         register_t dr6;
 204 #endif
 205         int signo, ucode;
 206         u_int type;
 207         register_t addr;
 208         vm_offset_t eva;
 209 #ifdef POWERFAIL_NMI
 210         static int lastalert = 0;
 211 #endif
 212
 213         td = curthread;
 214         p = td->td_proc;
 215         signo = 0;
 216         ucode = 0;
 217         addr = 0;
 218
 219         VM_CNT_INC(v_trap);
 220         type = frame->tf_trapno;
 221
 222         KASSERT((read_eflags() & PSL_I) == 0,
 223             ("trap: interrupts enaabled, type %d frame %p", type, frame));
 224
 225 #ifdef SMP
 226         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 227         if (type == T_NMI && ipi_nmi_handler() == 0)
 228                 return;
 229 #endif /* SMP */
 230
 231 #ifdef KDB
 232         if (kdb_active) {
 233                 kdb_reenter();
 234                 return;
 235         }
 236 #endif
 237
 238         if (type == T_RESERVED) {
 239                 trap_fatal(frame, 0);
 240                 return;
 241         }
 242
 243         if (type == T_NMI) {
 244 #ifdef HWPMC_HOOKS
 245                 /*
 246                  * CPU PMCs interrupt using an NMI so we check for that first.
 247                  * If the HWPMC module is active, 'pmc_hook' will point to
 248                  * the function to be called.  A non-zero return value from the
 249                  * hook means that the NMI was consumed by it and that we can
 250                  * return immediately.
 251                  */
 252                 if (pmc_intr != NULL &&
 253                     (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame) != 0)
 254                         return;
 255 #endif
 256
 257 #ifdef STACK
 258                 if (stack_nmi_handler(frame) != 0)
 259                         return;
 260 #endif
 261         }
 262
 263         if (type == T_MCHK) {
 264                 mca_intr();
 265                 return;
 266         }
 267
 268 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 269         /*
 270          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 271          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 272          * a flag in its per-cpu flags to indicate that it doesn't
 273          * want to fault. On returning from the probe, the no-fault
 274          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 275          */
 276         if ((type == T_PROTFLT || type == T_PAGEFLT) &&
 277             dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, type))
 278                 return;
 279 #endif
 280
 281         /*
 282          * We must not allow context switches until %cr2 is read.
 283          * Also, for some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 284          * All faults use interrupt gates, so %cr2 can be safely read
 285          * now, before optional enable of the interrupts below.
 286          */
 287         if (type == T_PAGEFLT)
 288                 eva = rcr2();
 289
 290         /*
 291          * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 292          * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but it
 293          * is better than running with interrupts disabled until they
 294          * are accidentally enabled later.
 295          */
 296         if ((frame->tf_eflags & PSL_I) == 0 && TRAPF_USERMODE(frame) &&
 297             (curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL) == 0)
 298                 uprintf("pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 299                     (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 300
 301         /*
 302          * Conditionally reenable interrupts.  If we hold a spin lock,
 303          * then we must not reenable interrupts.  This might be a
 304          * spurious page fault.
 305          */
 306         if (trap_enable_intr(type) && td->td_md.md_spinlock_count == 0 &&
 307             frame->tf_eip != (int)cpu_switch_load_gs)
 308                 enable_intr();
 309
 310         if (TRAPF_USERMODE(frame) && (curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL) == 0) {
 311                 /* user trap */
 312
 313                 td->td_pticks = 0;
 314                 td->td_frame = frame;
 315                 addr = frame->tf_eip;
 316                 if (td->td_cowgen != p->p_cowgen)
 317                         thread_cow_update(td);
 318
 319                 switch (type) {
 320                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 321                         signo = SIGILL;
 322                         ucode = ILL_PRVOPC;
 323                         break;
 324
 325                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 326                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 327                         enable_intr();
 328 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 329                         if (type == T_BPTFLT) {
 330                                 if (dtrace_pid_probe_ptr != NULL &&
 331                                     dtrace_pid_probe_ptr(frame) == 0)
 332                                         return;
 333                         }
 334 #endif
 335 user_trctrap_out:
 336                         frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 337                         signo = SIGTRAP;
 338                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 339                         break;
 340
 341                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 342                         ucode = npxtrap_x87();
 343                         if (ucode == -1)
 344                                 return;
 345                         signo = SIGFPE;
 346                         break;
 347
 348                 /*
 349                  * The following two traps can happen in vm86 mode,
 350                  * and, if so, we want to handle them specially.
 351                  */
 352                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 353                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 354                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 355                                 signo = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 356                                 if (signo == SIGTRAP) {
 357                                         type = T_TRCTRAP;
 358                                         load_dr6(rdr6() | 0x4000);
 359                                         goto user_trctrap_out;
 360                                 }
 361                                 if (signo == 0)
 362                                         goto user;
 363                                 break;
 364                         }
 365                         signo = SIGBUS;
 366                         ucode = (type == T_PROTFLT) ? BUS_OBJERR : BUS_ADRERR;
 367                         break;
 368                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 369                         signo = SIGBUS;
 370                         ucode = BUS_ADRERR;
 371                         break;
 372                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 373                         signo = SIGBUS;
 374                         ucode = BUS_OBJERR;
 375                         break;
 376                 case T_ALIGNFLT:
 377                         signo = SIGBUS;
 378                         ucode = BUS_ADRALN;
 379                         break;
 380                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 381                 default:
 382                         signo = SIGBUS;
 383                         ucode = BUS_OBJERR;
 384                         break;
 385
 386                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 387                         signo = trap_pfault(frame, TRUE, eva);
 388 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 389                         if (signo == -2) {
 390                                 /*
 391                                  * The f00f hack workaround has triggered, so
 392                                  * treat the fault as an illegal instruction
 393                                  * (T_PRIVINFLT) instead of a page fault.
 394                                  */
 395                                 type = frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 396
 397                                 /* Proceed as in that case. */
 398                                 ucode = ILL_PRVOPC;
 399                                 signo = SIGILL;
 400                                 break;
 401                         }
 402 #endif
 403                         if (signo == -1)
 404                                 return;
 405                         if (signo == 0)
 406                                 goto user;
 407
 408                         if (signo == SIGSEGV)
 409                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 410                         else if (prot_fault_translation == 0) {
 411                                 /*
 412                                  * Autodetect.  This check also covers
 413                                  * the images without the ABI-tag ELF
 414                                  * note.
 415                                  */
 416                                 if (SV_CURPROC_ABI() == SV_ABI_FREEBSD &&
 417                                     p->p_osrel >= P_OSREL_SIGSEGV) {
 418                                         signo = SIGSEGV;
 419                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 420                                 } else {
 421                                         signo = SIGBUS;
 422                                         ucode = T_PAGEFLT;
 423                                 }
 424                         } else if (prot_fault_translation == 1) {
 425                                 /*
 426                                  * Always compat mode.
 427                                  */
 428                                 signo = SIGBUS;
 429                                 ucode = T_PAGEFLT;
 430                         } else {
 431                                 /*
 432                                  * Always SIGSEGV mode.
 433                                  */
 434                                 signo = SIGSEGV;
 435                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 436                         }
 437                         addr = eva;
 438                         break;
 439
 440                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 441                         ucode = FPE_INTDIV;
 442                         signo = SIGFPE;
 443                         break;
 444
 445 #ifdef DEV_ISA
 446                 case T_NMI:
 447 #ifdef POWERFAIL_NMI
 448 #ifndef TIMER_FREQ
 449 #  define TIMER_FREQ 1193182
 450 #endif
 451                         if (time_second - lastalert > 10) {
 452                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 453                                 sysbeep(880, hz);
 454                                 lastalert = time_second;
 455                         }
 456                         return;
 457 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 458                         nmi_handle_intr(type, frame);
 459                         return;
 460 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 461 #endif /* DEV_ISA */
 462
 463                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 464                         ucode = FPE_INTOVF;
 465                         signo = SIGFPE;
 466                         break;
 467
 468                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 469                         ucode = FPE_FLTSUB;
 470                         signo = SIGFPE;
 471                         break;
 472
 473                 case T_DNA:
 474                         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 475                             ("kernel FPU ctx has leaked"));
 476                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 477                         if (npxdna())
 478                                 return;
 479                         uprintf("pid %d killed due to lack of floating point\n",
 480                                 p->p_pid);
 481                         signo = SIGKILL;
 482                         ucode = 0;
 483                         break;
 484
 485                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 486                         ucode = ILL_COPROC;
 487                         signo = SIGILL;
 488                         break;
 489
 490                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 491                         ucode = npxtrap_sse();
 492                         if (ucode == -1)
 493                                 return;
 494                         signo = SIGFPE;
 495                         break;
 496 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 497                 case T_DTRACE_RET:
 498                         enable_intr();
 499                         if (dtrace_return_probe_ptr != NULL)
 500                                 dtrace_return_probe_ptr(frame);
 501                         return;
 502 #endif
 503                 }
 504         } else {
 505                 /* kernel trap */
 506
 507                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 508                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 509                 switch (type) {
 510                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 511                         (void) trap_pfault(frame, FALSE, eva);
 512                         return;
 513
 514                 case T_DNA:
 515                         if (PCB_USER_FPU(td->td_pcb))
 516                                 panic("Unregistered use of FPU in kernel");
 517                         if (npxdna())
 518                                 return;
 519                         break;
 520
 521                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 522                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 523                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 524                         /*
 525                          * XXXKIB for now disable any FPU traps in kernel
 526                          * handler registration seems to be overkill
 527                          */
 528                         trap_fatal(frame, 0);
 529                         return;
 530
 531                         /*
 532                          * The following two traps can happen in
 533                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 534                          * them specially.
 535                          */
 536                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 537                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 538                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 539                                 signo = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 540                                 if (signo == SIGTRAP) {
 541                                         type = T_TRCTRAP;
 542                                         load_dr6(rdr6() | 0x4000);
 543                                         goto kernel_trctrap;
 544                                 }
 545                                 if (signo != 0)
 546                                         /*
 547                                          * returns to original process
 548                                          */
 549                                         vm86_trap((struct vm86frame *)frame);
 550                                 return;
 551                         }
 552                         /* FALL THROUGH */
 553                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 554                         if (curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)
 555                                 break;
 556
 557                         /*
 558                          * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 559                          * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 560                          * underlying LDT entry.  This causes a fault
 561                          * in kernel mode when the kernel attempts to
 562                          * switch contexts.  Lose the bad context
 563                          * (XXX) so that we can continue, and generate
 564                          * a signal.
 565                          */
 566                         if (frame->tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 567                                 curpcb->pcb_gs = 0;
 568 #if 0
 569                                 PROC_LOCK(p);
 570                                 kern_psignal(p, SIGBUS);
 571                                 PROC_UNLOCK(p);
 572 #endif
 573                                 return;
 574                         }
 575
 576                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 577                                 break;
 578
 579                         /*
 580                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 581                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 582                          * This causes a fault in kernel mode when the
 583                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 584                          * to get this fault so that we can fix the
 585                          * problem here and not have to check all the
 586                          * selectors and pointers when the user changes
 587                          * them.
 588                          *
 589                          * N.B. Comparing to long mode, 32-bit mode
 590                          * does not push %esp on the trap frame,
 591                          * because iretl faulted while in ring 0.  As
 592                          * the consequence, there is no need to fixup
 593                          * the stack pointer for doreti_iret_fault,
 594                          * the fixup and the complimentary trap() call
 595                          * are executed on the main thread stack, not
 596                          * on the trampoline stack.
 597                          */
 598                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_iret + setidt_disp) {
 599                                 frame->tf_eip = (int)doreti_iret_fault +
 600                                     setidt_disp;
 601                                 return;
 602                         }
 603                         if (type == T_STKFLT)
 604                                 break;
 605
 606                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_ds +
 607                             setidt_disp) {
 608                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_ds_fault +
 609                                     setidt_disp;
 610                                 return;
 611                         }
 612                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_es +
 613                             setidt_disp) {
 614                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_es_fault +
 615                                     setidt_disp;
 616                                 return;
 617                         }
 618                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_fs +
 619                             setidt_disp) {
 620                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_fs_fault +
 621                                     setidt_disp;
 622                                 return;
 623                         }
 624                         if (curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 625                                 frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 626                                 return;
 627                         }
 628                         break;
 629
 630                 case T_TSSFLT:
 631                         /*
 632                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 633                          * automatically when the kernel is entered.  This
 634                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 635                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 636                          * want to get this fault so that we can fix the
 637                          * problem here and not every time the kernel is
 638                          * entered.
 639                          */
 640                         if (frame->tf_eflags & PSL_NT) {
 641                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_NT;
 642                                 return;
 643                         }
 644                         break;
 645
 646                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 647 kernel_trctrap:
 648                         /*
 649                          * Ignore debug register trace traps due to
 650                          * accesses in the user's address space, which
 651                          * can happen under several conditions such as
 652                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 653                          * then passes that buffer to a system call.
 654                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 655                          * in kernel space because that is useful when
 656                          * debugging the kernel.
 657                          */
 658                         if (user_dbreg_trap() &&
 659                            !(curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)) {
 660                                 /*
 661                                  * Reset breakpoint bits because the
 662                                  * processor doesn't
 663                                  */
 664                                 load_dr6(rdr6() & ~0xf);
 665                                 return;
 666                         }
 667
 668                         /*
 669                          * Malicious user code can configure a debug
 670                          * register watchpoint to trap on data access
 671                          * to the top of stack and then execute 'pop
 672                          * %ss; int 3'.  Due to exception deferral for
 673                          * 'pop %ss', the CPU will not interrupt 'int
 674                          * 3' to raise the DB# exception for the debug
 675                          * register but will postpone the DB# until
 676                          * execution of the first instruction of the
 677                          * BP# handler (in kernel mode).  Normally the
 678                          * previous check would ignore DB# exceptions
 679                          * for watchpoints on user addresses raised in
 680                          * kernel mode.  However, some CPU errata
 681                          * include cases where DB# exceptions do not
 682                          * properly set bits in %dr6, e.g. Haswell
 683                          * HSD23 and Skylake-X SKZ24.
 684                          *
 685                          * A deferred DB# can also be raised on the
 686                          * first instructions of system call entry
 687                          * points or single-step traps via similar use
 688                          * of 'pop %ss' or 'mov xxx, %ss'.
 689                          */
 690                         if (frame->tf_eip ==
 691                             (uintptr_t)IDTVEC(int0x80_syscall) + setidt_disp ||
 692                             frame->tf_eip == (uintptr_t)IDTVEC(bpt) +
 693                             setidt_disp ||
 694                             frame->tf_eip == (uintptr_t)IDTVEC(dbg) +
 695                             setidt_disp)
 696                                 return;
 697                         /*
 698                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 699                          */
 700                 case T_BPTFLT:
 701                         /*
 702                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 703                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 704                          */
 705 #ifdef KDB
 706                         /* XXX %dr6 is not quite reentrant. */
 707                         dr6 = rdr6();
 708                         load_dr6(dr6 & ~0x4000);
 709                         if (kdb_trap(type, dr6, frame))
 710                                 return;
 711 #endif
 712                         break;
 713
 714 #ifdef DEV_ISA
 715                 case T_NMI:
 716 #ifdef POWERFAIL_NMI
 717                         if (time_second - lastalert > 10) {
 718                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 719                                 sysbeep(880, hz);
 720                                 lastalert = time_second;
 721                         }
 722                         return;
 723 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 724                         nmi_handle_intr(type, frame);
 725                         return;
 726 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 727 #endif /* DEV_ISA */
 728                 }
 729
 730                 trap_fatal(frame, eva);
 731                 return;
 732         }
 733
 734         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 735         if (*p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 736                 signo = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(signo, type);
 737
 738         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 739         ksi.ksi_signo = signo;
 740         ksi.ksi_code = ucode;
 741         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 742         ksi.ksi_trapno = type;
 743         if (uprintf_signal) {
 744                 uprintf("pid %d comm %s: signal %d err %x code %d type %d "
 745                     "addr 0x%x ss 0x%04x esp 0x%08x cs 0x%04x eip 0x%08x "
 746                     "<%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x>\n",
 747                     p->p_pid, p->p_comm, signo, frame->tf_err, ucode, type,
 748                     addr, frame->tf_ss, frame->tf_esp, frame->tf_cs,
 749                     frame->tf_eip,
 750                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 0)),
 751                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 1)),
 752                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 2)),
 753                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 3)),
 754                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 4)),
 755                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 5)),
 756                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 6)),
 757                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 7)));
 758         }
 759         KASSERT((read_eflags() & PSL_I) != 0, ("interrupts disabled"));
 760         trapsignal(td, &ksi);
 761
 762 user:
 763         userret(td, frame);
 764         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 765             ("Return from trap with kernel FPU ctx leaked"));
 766 }
 767
 768 static int
 769 trap_pfault(struct trapframe *frame, int usermode, vm_offset_t eva)
 770 {
 771         struct thread *td;
 772         struct proc *p;
 773         vm_offset_t va;
 774         vm_map_t map;
 775         int rv;
 776         vm_prot_t ftype;
 777
 778         td = curthread;
 779         p = td->td_proc;
 780
 781         if (__predict_false((td->td_pflags & TDP_NOFAULTING) != 0)) {
 782                 /*
 783                  * Due to both processor errata and lazy TLB invalidation when
 784                  * access restrictions are removed from virtual pages, memory
 785                  * accesses that are allowed by the physical mapping layer may
 786                  * nonetheless cause one spurious page fault per virtual page.
 787                  * When the thread is executing a "no faulting" section that
 788                  * is bracketed by vm_fault_{disable,enable}_pagefaults(),
 789                  * every page fault is treated as a spurious page fault,
 790                  * unless it accesses the same virtual address as the most
 791                  * recent page fault within the same "no faulting" section.
 792                  */
 793                 if (td->td_md.md_spurflt_addr != eva ||
 794                     (td->td_pflags & TDP_RESETSPUR) != 0) {
 795                         /*
 796                          * Do nothing to the TLB.  A stale TLB entry is
 797                          * flushed automatically by a page fault.
 798                          */
 799                         td->td_md.md_spurflt_addr = eva;
 800                         td->td_pflags &= ~TDP_RESETSPUR;
 801                         return (0);
 802                 }
 803         } else {
 804                 /*
 805                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 806                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 807                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 808                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 809                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 810                  * to the debugger.
 811                  *
 812                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 813                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 814                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 815                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 816                  * fatal trap handling directly.
 817                  */
 818                 if (td->td_critnest != 0 ||
 819                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 820                     "Kernel page fault") != 0) {
 821                         trap_fatal(frame, eva);
 822                         return (-1);
 823                 }
 824         }
 825         va = trunc_page(eva);
 826         if (va >= PMAP_TRM_MIN_ADDRESS) {
 827                 /*
 828                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 829                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 830                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 831                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 832                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 833                  * fault.
 834                  */
 835 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 836                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug)
 837                         return (-2);
 838 #endif
 839                 if (usermode)
 840                         return (SIGSEGV);
 841                 trap_fatal(frame, eva);
 842                 return (-1);
 843         } else {
 844                 map = usermode ? &p->p_vmspace->vm_map : kernel_map;
 845
 846                 /*
 847                  * Kernel cannot access a user-space address directly
 848                  * because user pages are not mapped.  Also, page
 849                  * faults must not be caused during the interrupts.
 850                  */
 851                 if (!usermode && td->td_intr_nesting_level != 0) {
 852                         trap_fatal(frame, eva);
 853                         return (-1);
 854                 }
 855         }
 856
 857         /*
 858          * If the trap was caused by errant bits in the PTE then panic.
 859          */
 860         if (frame->tf_err & PGEX_RSV) {
 861                 trap_fatal(frame, eva);
 862                 return (-1);
 863         }
 864
 865         /*
 866          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 867          * supported and enabled.
 868          */
 869         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 870                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 871 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
 872         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 873                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 874 #endif
 875         else
 876                 ftype = VM_PROT_READ;
 877
 878         /* Fault in the page. */
 879         rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 880         if (rv == KERN_SUCCESS) {
 881 #ifdef HWPMC_HOOKS
 882                 if (ftype == VM_PROT_READ || ftype == VM_PROT_WRITE) {
 883                         PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, all, frame);
 884                         if (ftype == VM_PROT_READ)
 885                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, read,
 886                                     frame);
 887                         else
 888                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, write,
 889                                     frame);
 890                 }
 891 #endif
 892                 return (0);
 893         }
 894         if (!usermode) {
 895                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 896                     curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 897                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 898                         return (0);
 899                 }
 900                 trap_fatal(frame, eva);
 901                 return (-1);
 902         }
 903         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 904 }
 905
 906 static void
 907 trap_fatal(frame, eva)
 908         struct trapframe *frame;
 909         vm_offset_t eva;
 910 {
 911         int code, ss, esp;
 912         u_int type;
 913         struct soft_segment_descriptor softseg;
 914 #ifdef KDB
 915         bool handled;
 916 #endif
 917
 918         code = frame->tf_err;
 919         type = frame->tf_trapno;
 920         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 921
 922         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, trap_msg(type),
 923             frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 924             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 925 #ifdef SMP
 926         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 927         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 928         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 929 #endif
 930         if (type == T_PAGEFLT) {
 931                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 932                 printf("fault code              = %s %s%s, %s\n",
 933                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 934                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 935 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
 936                         pg_nx != 0 ?
 937                         (code & PGEX_I ? " instruction" : " data") :
 938 #endif
 939                         "",
 940                         code & PGEX_RSV ? "reserved bits in PTE" :
 941                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 942         } else {
 943                 printf("error code              = %#x\n", code);
 944         }
 945         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 946                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 947         if (TF_HAS_STACKREGS(frame)) {
 948                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 949                 esp = frame->tf_esp;
 950         } else {
 951                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 952                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 953         }
 954         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 955         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 956         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 957                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 958         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 959                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 960                softseg.ssd_gran);
 961         printf("processor eflags        = ");
 962         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 963                 printf("trace trap, ");
 964         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 965                 printf("interrupt enabled, ");
 966         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 967                 printf("nested task, ");
 968         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 969                 printf("resume, ");
 970         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 971                 printf("vm86, ");
 972         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 973         printf("current process         = %d (%s)\n",
 974             curproc->p_pid, curthread->td_name);
 975
 976 #ifdef KDB
 977         if (debugger_on_panic) {
 978                 kdb_why = KDB_WHY_TRAP;
 979                 frame->tf_err = eva;    /* smuggle fault address to ddb */
 980                 handled = kdb_trap(type, 0, frame);
 981                 frame->tf_err = code;   /* restore error code */
 982                 kdb_why = KDB_WHY_UNSET;
 983                 if (handled)
 984                         return;
 985         }
 986 #endif
 987         printf("trap number             = %d\n", type);
 988         if (trap_msg(type) != NULL)
 989                 panic("%s", trap_msg(type));
 990         else
 991                 panic("unknown/reserved trap");
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 996  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 997  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 998  * for example).
 999  *
1000  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
1001  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
1002  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
1003  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
1004  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
1005  */
1006 void
1007 dblfault_handler(void)
1008 {
1009 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1010         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
1011                 (*dtrace_doubletrap_func)();
1012 #endif
1013         printf("\nFatal double fault:\n");
1014         printf("eip = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tssp)->tss_eip);
1015         printf("esp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tssp)->tss_esp);
1016         printf("ebp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tssp)->tss_ebp);
1017 #ifdef SMP
1018         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1019         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
1020         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
1021 #endif
1022         panic("double fault");
1023 }
1024
1025 int
1026 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td)
1027 {
1028         struct proc *p;
1029         struct trapframe *frame;
1030         struct syscall_args *sa;
1031         caddr_t params;
1032         long tmp;
1033         int error;
1034 #ifdef COMPAT_43
1035         u_int32_t eip;
1036         int cs;
1037 #endif
1038
1039         p = td->td_proc;
1040         frame = td->td_frame;
1041         sa = &td->td_sa;
1042
1043 #ifdef COMPAT_43
1044         if (__predict_false(frame->tf_cs == 7 && frame->tf_eip == 2)) {
1045                 /*
1046                  * In lcall $7,$0 after int $0x80.  Convert the user
1047                  * frame to what it would be for a direct int 0x80 instead
1048                  * of lcall $7,$0, by popping the lcall return address.
1049                  */
1050                 error = fueword32((void *)frame->tf_esp, &eip);
1051                 if (error == -1)
1052                         return (EFAULT);
1053                 cs = fuword16((void *)(frame->tf_esp + sizeof(u_int32_t)));
1054                 if (cs == -1)
1055                         return (EFAULT);
1056
1057                 /*
1058                  * Unwind in-kernel frame after all stack frame pieces
1059                  * were successfully read.
1060                  */
1061                 frame->tf_eip = eip;
1062                 frame->tf_cs = cs;
1063                 frame->tf_esp += 2 * sizeof(u_int32_t);
1064                 frame->tf_err = 7;      /* size of lcall $7,$0 */
1065         }
1066 #endif
1067
1068         sa->code = frame->tf_eax;
1069         params = (caddr_t)frame->tf_esp + sizeof(uint32_t);
1070
1071         /*
1072          * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1073          */
1074         if (sa->code == SYS_syscall) {
1075                 /*
1076                  * Code is first argument, followed by actual args.
1077                  */
1078                 error = fueword(params, &tmp);
1079                 if (error == -1)
1080                         return (EFAULT);
1081                 sa->code = tmp;
1082                 params += sizeof(uint32_t);
1083         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
1084                 /*
1085                  * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1086                  * quad alignment for the rest of the arguments.
1087                  */
1088                 error = fueword(params, &tmp);
1089                 if (error == -1)
1090                         return (EFAULT);
1091                 sa->code = tmp;
1092                 params += sizeof(quad_t);
1093         }
1094
1095         if (p->p_sysent->sv_mask)
1096                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
1097         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
1098                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1099         else
1100                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
1101         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
1102
1103         if (params != NULL && sa->narg != 0)
1104                 error = copyin(params, (caddr_t)sa->args,
1105                     (u_int)(sa->narg * sizeof(uint32_t)));
1106         else
1107                 error = 0;
1108
1109         if (error == 0) {
1110                 td->td_retval[0] = 0;
1111                 td->td_retval[1] = frame->tf_edx;
1112         }
1113
1114         return (error);
1115 }
1116
1117 #include "../../kern/subr_syscall.c"
1118
1119 /*
1120  * syscall - system call request C handler.  A system call is
1121  * essentially treated as a trap by reusing the frame layout.
1122  */
1123 void
1124 syscall(struct trapframe *frame)
1125 {
1126         struct thread *td;
1127         register_t orig_tf_eflags;
1128         int error;
1129         ksiginfo_t ksi;
1130
1131 #ifdef DIAGNOSTIC
1132         if (!(TRAPF_USERMODE(frame) &&
1133             (curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL) == 0)) {
1134                 panic("syscall");
1135                 /* NOT REACHED */
1136         }
1137 #endif
1138         orig_tf_eflags = frame->tf_eflags;
1139
1140         td = curthread;
1141         td->td_frame = frame;
1142
1143         error = syscallenter(td);
1144
1145         /*
1146          * Traced syscall.
1147          */
1148         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1149                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
1150                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
1151                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
1152                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
1153                 ksi.ksi_addr = (void *)frame->tf_eip;
1154                 trapsignal(td, &ksi);
1155         }
1156
1157         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
1158             ("System call %s returning with kernel FPU ctx leaked",
1159              syscallname(td->td_proc, td->td_sa.code)));
1160         KASSERT(td->td_pcb->pcb_save == get_pcb_user_save_td(td),
1161             ("System call %s returning with mangled pcb_save",
1162              syscallname(td->td_proc, td->td_sa.code)));
1163
1164         syscallret(td, error);
1165 }