sys/i386/i386/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1994, David Greenman
   3  * Copyright (c) 1990, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * the University of Utah, and William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)trap.c        7.4 (Berkeley) 5/13/91
  38  */
  39
  40 #include <sys/cdefs.h>
  41 __FBSDID("$FreeBSD$");
  42
  43 /*
  44  * 386 Trap and System call handling
  45  */
  46
  47 #include "opt_clock.h"
  48 #include "opt_cpu.h"
  49 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  50 #include "opt_isa.h"
  51 #include "opt_kdb.h"
  52 #include "opt_kdtrace.h"
  53 #include "opt_npx.h"
  54 #include "opt_trap.h"
  55
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/bus.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/pioctl.h>
  61 #include <sys/ptrace.h>
  62 #include <sys/kdb.h>
  63 #include <sys/kernel.h>
  64 #include <sys/ktr.h>
  65 #include <sys/lock.h>
  66 #include <sys/mutex.h>
  67 #include <sys/resourcevar.h>
  68 #include <sys/signalvar.h>
  69 #include <sys/syscall.h>
  70 #include <sys/sysctl.h>
  71 #include <sys/sysent.h>
  72 #include <sys/uio.h>
  73 #include <sys/vmmeter.h>
  74 #ifdef HWPMC_HOOKS
  75 #include <sys/pmckern.h>
  76 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, all);
  77 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, read);
  78 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, write);
  79 #endif
  80 #include <security/audit/audit.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/vm_param.h>
  84 #include <vm/pmap.h>
  85 #include <vm/vm_kern.h>
  86 #include <vm/vm_map.h>
  87 #include <vm/vm_page.h>
  88 #include <vm/vm_extern.h>
  89
  90 #include <machine/cpu.h>
  91 #include <machine/intr_machdep.h>
  92 #include <x86/mca.h>
  93 #include <machine/md_var.h>
  94 #include <machine/pcb.h>
  95 #ifdef SMP
  96 #include <machine/smp.h>
  97 #endif
  98 #include <machine/tss.h>
  99 #include <machine/vm86.h>
 100
 101 #ifdef POWERFAIL_NMI
 102 #include <sys/syslog.h>
 103 #include <machine/clock.h>
 104 #endif
 105
 106 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 107 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 108
 109 /*
 110  * This is a hook which is initialised by the dtrace module
 111  * to handle traps which might occur during DTrace probe
 112  * execution.
 113  */
 114 dtrace_trap_func_t      dtrace_trap_func;
 115
 116 dtrace_doubletrap_func_t        dtrace_doubletrap_func;
 117
 118 /*
 119  * This is a hook which is initialised by the systrace module
 120  * when it is loaded. This keeps the DTrace syscall provider
 121  * implementation opaque.
 122  */
 123 systrace_probe_func_t   systrace_probe_func;
 124
 125 /*
 126  * These hooks are necessary for the pid and usdt providers.
 127  */
 128 dtrace_pid_probe_ptr_t          dtrace_pid_probe_ptr;
 129 dtrace_return_probe_ptr_t       dtrace_return_probe_ptr;
 130 #endif
 131
 132 extern void trap(struct trapframe *frame);
 133 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 134
 135 static int trap_pfault(struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 136 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 137 void dblfault_handler(void);
 138
 139 extern inthand_t IDTVEC(lcall_syscall);
 140
 141 #define MAX_TRAP_MSG            32
 142 static char *trap_msg[] = {
 143         "",                                     /*  0 unused */
 144         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 145         "",                                     /*  2 unused */
 146         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 147         "",                                     /*  4 unused */
 148         "",                                     /*  5 unused */
 149         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 150         "",                                     /*  7 unused */
 151         "",                                     /*  8 unused */
 152         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 153         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 154         "",                                     /* 11 unused */
 155         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 156         "",                                     /* 13 unused */
 157         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 158         "",                                     /* 15 unused */
 159         "",                                     /* 16 unused */
 160         "",                                     /* 17 unused */
 161         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 162         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 163         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 164         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 165         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 166         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 167         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 168         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 169         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 170         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 171         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 172         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 173         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 174         "",                                     /* 31 unused (reserved) */
 175         "DTrace pid return trap",               /* 32 T_DTRACE_RET */
 176 };
 177
 178 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 179 extern int has_f00f_bug;
 180 #endif
 181
 182 #ifdef KDB
 183 static int kdb_on_nmi = 1;
 184 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 185         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 186 TUNABLE_INT("machdep.kdb_on_nmi", &kdb_on_nmi);
 187 #endif
 188 static int panic_on_nmi = 1;
 189 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 190         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 191 TUNABLE_INT("machdep.panic_on_nmi", &panic_on_nmi);
 192 static int prot_fault_translation = 0;
 193 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 194         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 195 static int uprintf_signal;
 196 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, uprintf_signal, CTLFLAG_RW,
 197     &uprintf_signal, 0,
 198     "Print debugging information on trap signal to ctty");
 199
 200 /*
 201  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 202  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 203  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 204  * frame after the exception has been processed.
 205  */
 206
 207 void
 208 trap(struct trapframe *frame)
 209 {
 210         struct thread *td = curthread;
 211         struct proc *p = td->td_proc;
 212         int i = 0, ucode = 0, code;
 213         u_int type;
 214         register_t addr = 0;
 215         vm_offset_t eva;
 216         ksiginfo_t ksi;
 217 #ifdef POWERFAIL_NMI
 218         static int lastalert = 0;
 219 #endif
 220
 221         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 222         type = frame->tf_trapno;
 223
 224 #ifdef SMP
 225         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 226         if (type == T_NMI) {
 227                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 228                            goto out;
 229         }
 230 #endif /* SMP */
 231
 232 #ifdef KDB
 233         if (kdb_active) {
 234                 kdb_reenter();
 235                 goto out;
 236         }
 237 #endif
 238
 239         if (type == T_RESERVED) {
 240                 trap_fatal(frame, 0);
 241                 goto out;
 242         }
 243
 244 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 245         /*
 246          * CPU PMCs interrupt using an NMI so we check for that first.
 247          * If the HWPMC module is active, 'pmc_hook' will point to
 248          * the function to be called.  A return value of '1' from the
 249          * hook means that the NMI was handled by it and that we can
 250          * return immediately.
 251          */
 252         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 253             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 254             goto out;
 255 #endif
 256
 257         if (type == T_MCHK) {
 258                 mca_intr();
 259                 goto out;
 260         }
 261
 262 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 263         /*
 264          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 265          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 266          * a flag in it's per-cpu flags to indicate that it doesn't
 267          * want to fault. On returning from the probe, the no-fault
 268          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 269          *
 270          * If the DTrace kernel module has registered a trap handler,
 271          * call it and if it returns non-zero, assume that it has
 272          * handled the trap and modified the trap frame so that this
 273          * function can return normally.
 274          */
 275         if (type == T_DTRACE_RET || type == T_BPTFLT) {
 276                 struct reg regs;
 277
 278                 fill_frame_regs(frame, &regs);
 279                 if (type == T_BPTFLT &&
 280                     dtrace_pid_probe_ptr != NULL &&
 281                     dtrace_pid_probe_ptr(&regs) == 0)
 282                         goto out;
 283                 if (type == T_DTRACE_RET &&
 284                     dtrace_return_probe_ptr != NULL &&
 285                     dtrace_return_probe_ptr(&regs) == 0)
 286                         goto out;
 287         }
 288         if ((type == T_PROTFLT || type == T_PAGEFLT) &&
 289             dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, type))
 290                 goto out;
 291 #endif
 292
 293         if ((frame->tf_eflags & PSL_I) == 0) {
 294                 /*
 295                  * Buggy application or kernel code has disabled
 296                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 297                  * now is wrong, but it is better than running with
 298                  * interrupts disabled until they are accidentally
 299                  * enabled later.
 300                  */
 301                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL || (frame->tf_eflags & PSL_VM))
 302                         uprintf(
 303                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 304                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 305                 else if (type != T_NMI && type != T_BPTFLT &&
 306                     type != T_TRCTRAP &&
 307                     frame->tf_eip != (int)cpu_switch_load_gs) {
 308                         /*
 309                          * XXX not quite right, since this may be for a
 310                          * multiple fault in user mode.
 311                          */
 312                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 313                             type);
 314                         /*
 315                          * Page faults need interrupts disabled until later,
 316                          * and we shouldn't enable interrupts while holding
 317                          * a spin lock.
 318                          */
 319                         if (type != T_PAGEFLT &&
 320                             td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 321                                 enable_intr();
 322                 }
 323         }
 324         eva = 0;
 325         code = frame->tf_err;
 326         if (type == T_PAGEFLT) {
 327                 /*
 328                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by
 329                  * interrupts.  This problem is worked around by using
 330                  * an interrupt gate for the pagefault handler.  We
 331                  * are finally ready to read %cr2 and conditionally
 332                  * reenable interrupts.  If we hold a spin lock, then
 333                  * we must not reenable interrupts.  This might be a
 334                  * spurious page fault.
 335                  */
 336                 eva = rcr2();
 337                 if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 338                         enable_intr();
 339         }
 340
 341         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) ||
 342             ((frame->tf_eflags & PSL_VM) &&
 343                 !(curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL))) {
 344                 /* user trap */
 345
 346                 td->td_pticks = 0;
 347                 td->td_frame = frame;
 348                 addr = frame->tf_eip;
 349                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 350                         cred_update_thread(td);
 351
 352                 switch (type) {
 353                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 354                         i = SIGILL;
 355                         ucode = ILL_PRVOPC;
 356                         break;
 357
 358                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 359                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 360                         enable_intr();
 361                         frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 362                         i = SIGTRAP;
 363                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 364                         break;
 365
 366                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 367 #ifdef DEV_NPX
 368                         ucode = npxtrap_x87();
 369                         if (ucode == -1)
 370                                 goto userout;
 371 #else
 372                         ucode = 0;
 373 #endif
 374                         i = SIGFPE;
 375                         break;
 376
 377                         /*
 378                          * The following two traps can happen in
 379                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 380                          * them specially.
 381                          */
 382                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 383                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 384                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 385                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 386                                 if (i == 0)
 387                                         goto user;
 388                                 break;
 389                         }
 390                         i = SIGBUS;
 391                         ucode = (type == T_PROTFLT) ? BUS_OBJERR : BUS_ADRERR;
 392                         break;
 393                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 394                         i = SIGBUS;
 395                         ucode = BUS_ADRERR;
 396                         break;
 397                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 398                         i = SIGBUS;
 399                         ucode = BUS_OBJERR;
 400                         break;
 401                 case T_ALIGNFLT:
 402                         i = SIGBUS;
 403                         ucode = BUS_ADRALN;
 404                         break;
 405                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 406                 default:
 407                         i = SIGBUS;
 408                         ucode = BUS_OBJERR;
 409                         break;
 410
 411                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 412
 413                         i = trap_pfault(frame, TRUE, eva);
 414 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 415                         if (i == -2) {
 416                                 /*
 417                                  * The f00f hack workaround has triggered, so
 418                                  * treat the fault as an illegal instruction
 419                                  * (T_PRIVINFLT) instead of a page fault.
 420                                  */
 421                                 type = frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 422
 423                                 /* Proceed as in that case. */
 424                                 ucode = ILL_PRVOPC;
 425                                 i = SIGILL;
 426                                 break;
 427                         }
 428 #endif
 429                         if (i == -1)
 430                                 goto userout;
 431                         if (i == 0)
 432                                 goto user;
 433
 434                         if (i == SIGSEGV)
 435                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 436                         else {
 437                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 438                                         /*
 439                                          * Autodetect.
 440                                          * This check also covers the images
 441                                          * without the ABI-tag ELF note.
 442                                          */
 443                                         if (SV_CURPROC_ABI() == SV_ABI_FREEBSD
 444                                             && p->p_osrel >= P_OSREL_SIGSEGV) {
 445                                                 i = SIGSEGV;
 446                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 447                                         } else {
 448                                                 i = SIGBUS;
 449                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 450                                         }
 451                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 452                                         /*
 453                                          * Always compat mode.
 454                                          */
 455                                         i = SIGBUS;
 456                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 457                                 } else {
 458                                         /*
 459                                          * Always SIGSEGV mode.
 460                                          */
 461                                         i = SIGSEGV;
 462                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 463                                 }
 464                         }
 465                         addr = eva;
 466                         break;
 467
 468                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 469                         ucode = FPE_INTDIV;
 470                         i = SIGFPE;
 471                         break;
 472
 473 #ifdef DEV_ISA
 474                 case T_NMI:
 475 #ifdef POWERFAIL_NMI
 476 #ifndef TIMER_FREQ
 477 #  define TIMER_FREQ 1193182
 478 #endif
 479                         if (time_second - lastalert > 10) {
 480                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 481                                 sysbeep(880, hz);
 482                                 lastalert = time_second;
 483                         }
 484                         goto userout;
 485 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 486                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 487                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 488 #ifdef KDB
 489                                 /*
 490                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 491                                  * for debugging.
 492                                  */
 493                                 if (kdb_on_nmi) {
 494                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 495                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 496                                 }
 497 #endif /* KDB */
 498                                 goto userout;
 499                         } else if (panic_on_nmi)
 500                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 501                         break;
 502 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 503 #endif /* DEV_ISA */
 504
 505                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 506                         ucode = FPE_INTOVF;
 507                         i = SIGFPE;
 508                         break;
 509
 510                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 511                         ucode = FPE_FLTSUB;
 512                         i = SIGFPE;
 513                         break;
 514
 515                 case T_DNA:
 516 #ifdef DEV_NPX
 517                         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 518                             ("kernel FPU ctx has leaked"));
 519                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 520                         if (npxdna())
 521                                 goto userout;
 522 #endif
 523                         uprintf("pid %d killed due to lack of floating point\n",
 524                                 p->p_pid);
 525                         i = SIGKILL;
 526                         ucode = 0;
 527                         break;
 528
 529                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 530                         ucode = ILL_COPROC;
 531                         i = SIGILL;
 532                         break;
 533
 534                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 535 #if defined(DEV_NPX) && !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
 536                         ucode = npxtrap_sse();
 537                         if (ucode == -1)
 538                                 goto userout;
 539 #else
 540                         ucode = 0;
 541 #endif
 542                         i = SIGFPE;
 543                         break;
 544                 }
 545         } else {
 546                 /* kernel trap */
 547
 548                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 549                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 550                 switch (type) {
 551                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 552                         (void) trap_pfault(frame, FALSE, eva);
 553                         goto out;
 554
 555                 case T_DNA:
 556 #ifdef DEV_NPX
 557                         KASSERT(!PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 558                             ("Unregistered use of FPU in kernel"));
 559                         if (npxdna())
 560                                 goto out;
 561 #endif
 562                         break;
 563
 564                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 565                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 566                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 567                         /*
 568                          * XXXKIB for now disable any FPU traps in kernel
 569                          * handler registration seems to be overkill
 570                          */
 571                         trap_fatal(frame, 0);
 572                         goto out;
 573
 574                         /*
 575                          * The following two traps can happen in
 576                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 577                          * them specially.
 578                          */
 579                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 580                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 581                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 582                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 583                                 if (i != 0)
 584                                         /*
 585                                          * returns to original process
 586                                          */
 587                                         vm86_trap((struct vm86frame *)frame);
 588                                 goto out;
 589                         }
 590                         if (type == T_STKFLT)
 591                                 break;
 592
 593                         /* FALL THROUGH */
 594
 595                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 596                         if (curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)
 597                                 break;
 598
 599                         /*
 600                          * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 601                          * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 602                          * underlying LDT entry.  This causes a fault
 603                          * in kernel mode when the kernel attempts to
 604                          * switch contexts.  Lose the bad context
 605                          * (XXX) so that we can continue, and generate
 606                          * a signal.
 607                          */
 608                         if (frame->tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 609                                 curpcb->pcb_gs = 0;
 610 #if 0
 611                                 PROC_LOCK(p);
 612                                 kern_psignal(p, SIGBUS);
 613                                 PROC_UNLOCK(p);
 614 #endif
 615                                 goto out;
 616                         }
 617
 618                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 619                                 break;
 620
 621                         /*
 622                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 623                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 624                          * This causes a fault in kernel mode when the
 625                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 626                          * to get this fault so that we can fix the
 627                          * problem here and not have to check all the
 628                          * selectors and pointers when the user changes
 629                          * them.
 630                          */
 631                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_iret) {
 632                                 frame->tf_eip = (int)doreti_iret_fault;
 633                                 goto out;
 634                         }
 635                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_ds) {
 636                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_ds_fault;
 637                                 goto out;
 638                         }
 639                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_es) {
 640                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_es_fault;
 641                                 goto out;
 642                         }
 643                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_fs) {
 644                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_fs_fault;
 645                                 goto out;
 646                         }
 647                         if (curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 648                                 frame->tf_eip =
 649                                     (int)curpcb->pcb_onfault;
 650                                 goto out;
 651                         }
 652                         break;
 653
 654                 case T_TSSFLT:
 655                         /*
 656                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 657                          * automatically when the kernel is entered.  This
 658                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 659                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 660                          * want to get this fault so that we can fix the
 661                          * problem here and not every time the kernel is
 662                          * entered.
 663                          */
 664                         if (frame->tf_eflags & PSL_NT) {
 665                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_NT;
 666                                 goto out;
 667                         }
 668                         break;
 669
 670                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 671                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall)) {
 672                                 /*
 673                                  * We've just entered system mode via the
 674                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 675                                  * silently until the syscall handler has
 676                                  * saved the flags.
 677                                  */
 678                                 goto out;
 679                         }
 680                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall) + 1) {
 681                                 /*
 682                                  * The syscall handler has now saved the
 683                                  * flags.  Stop single stepping it.
 684                                  */
 685                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 686                                 goto out;
 687                         }
 688                         /*
 689                          * Ignore debug register trace traps due to
 690                          * accesses in the user's address space, which
 691                          * can happen under several conditions such as
 692                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 693                          * then passes that buffer to a system call.
 694                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 695                          * in kernel space because that is useful when
 696                          * debugging the kernel.
 697                          */
 698                         if (user_dbreg_trap() &&
 699                            !(curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)) {
 700                                 /*
 701                                  * Reset breakpoint bits because the
 702                                  * processor doesn't
 703                                  */
 704                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 705                                 goto out;
 706                         }
 707                         /*
 708                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 709                          */
 710                 case T_BPTFLT:
 711                         /*
 712                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 713                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 714                          */
 715 #ifdef KDB
 716                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 717                                 goto out;
 718 #endif
 719                         break;
 720
 721 #ifdef DEV_ISA
 722                 case T_NMI:
 723 #ifdef POWERFAIL_NMI
 724                         if (time_second - lastalert > 10) {
 725                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 726                                 sysbeep(880, hz);
 727                                 lastalert = time_second;
 728                         }
 729                         goto out;
 730 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 731                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 732                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 733 #ifdef KDB
 734                                 /*
 735                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 736                                  * for debugging.
 737                                  */
 738                                 if (kdb_on_nmi) {
 739                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 740                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 741                                 }
 742 #endif /* KDB */
 743                                 goto out;
 744                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 745                                 goto out;
 746                         /* FALLTHROUGH */
 747 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 748 #endif /* DEV_ISA */
 749                 }
 750
 751                 trap_fatal(frame, eva);
 752                 goto out;
 753         }
 754
 755         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 756         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 757                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 758
 759         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 760         ksi.ksi_signo = i;
 761         ksi.ksi_code = ucode;
 762         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 763         ksi.ksi_trapno = type;
 764         if (uprintf_signal) {
 765                 uprintf("pid %d comm %s: signal %d err %x code %d type %d "
 766                     "addr 0x%x esp 0x%08x eip 0x%08x "
 767                     "<%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x>\n",
 768                     p->p_pid, p->p_comm, i, frame->tf_err, ucode, type, addr,
 769                     frame->tf_esp, frame->tf_eip,
 770                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 0)),
 771                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 1)),
 772                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 2)),
 773                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 3)),
 774                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 4)),
 775                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 5)),
 776                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 6)),
 777                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 7)));
 778         }
 779         KASSERT((read_eflags() & PSL_I) != 0, ("interrupts disabled"));
 780         trapsignal(td, &ksi);
 781
 782 #ifdef DEBUG
 783         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 784                 uprintf("fatal process exception: %s",
 785                         trap_msg[type]);
 786                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 787                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 788                 uprintf("\n");
 789         }
 790 #endif
 791
 792 user:
 793         userret(td, frame);
 794         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 795             ("Return from trap with kernel FPU ctx leaked"));
 796 userout:
 797 out:
 798         return;
 799 }
 800
 801 static int
 802 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 803         struct trapframe *frame;
 804         int usermode;
 805         vm_offset_t eva;
 806 {
 807         vm_offset_t va;
 808         struct vmspace *vm;
 809         vm_map_t map;
 810         int rv = 0;
 811         vm_prot_t ftype;
 812         struct thread *td = curthread;
 813         struct proc *p = td->td_proc;
 814
 815         if (__predict_false((td->td_pflags & TDP_NOFAULTING) != 0)) {
 816                 /*
 817                  * Due to both processor errata and lazy TLB invalidation when
 818                  * access restrictions are removed from virtual pages, memory
 819                  * accesses that are allowed by the physical mapping layer may
 820                  * nonetheless cause one spurious page fault per virtual page.
 821                  * When the thread is executing a "no faulting" section that
 822                  * is bracketed by vm_fault_{disable,enable}_pagefaults(),
 823                  * every page fault is treated as a spurious page fault,
 824                  * unless it accesses the same virtual address as the most
 825                  * recent page fault within the same "no faulting" section.
 826                  */
 827                 if (td->td_md.md_spurflt_addr != eva ||
 828                     (td->td_pflags & TDP_RESETSPUR) != 0) {
 829                         /*
 830                          * Do nothing to the TLB.  A stale TLB entry is
 831                          * flushed automatically by a page fault.
 832                          */
 833                         td->td_md.md_spurflt_addr = eva;
 834                         td->td_pflags &= ~TDP_RESETSPUR;
 835                         return (0);
 836                 }
 837         } else {
 838                 /*
 839                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 840                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 841                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 842                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 843                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 844                  * to the debugger.
 845                  *
 846                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 847                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 848                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 849                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 850                  * fatal trap handling directly.
 851                  */
 852                 if (td->td_critnest != 0 ||
 853                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 854                     "Kernel page fault") != 0) {
 855                         trap_fatal(frame, eva);
 856                         return (-1);
 857                 }
 858         }
 859         va = trunc_page(eva);
 860         if (va >= KERNBASE) {
 861                 /*
 862                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 863                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 864                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 865                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 866                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 867                  * fault.
 868                  */
 869 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 870                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug)
 871                         return (-2);
 872 #endif
 873                 if (usermode)
 874                         goto nogo;
 875
 876                 map = kernel_map;
 877         } else {
 878                 /*
 879                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.  If either
 880                  * p or p->p_vmspace is NULL, then the fault is fatal.
 881                  */
 882                 if (p == NULL || (vm = p->p_vmspace) == NULL)
 883                         goto nogo;
 884
 885                 map = &vm->vm_map;
 886
 887                 /*
 888                  * When accessing a user-space address, kernel must be
 889                  * ready to accept the page fault, and provide a
 890                  * handling routine.  Since accessing the address
 891                  * without the handler is a bug, do not try to handle
 892                  * it normally, and panic immediately.
 893                  */
 894                 if (!usermode && (td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 895                     curpcb->pcb_onfault == NULL)) {
 896                         trap_fatal(frame, eva);
 897                         return (-1);
 898                 }
 899         }
 900
 901         /*
 902          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 903          * supported and enabled.
 904          */
 905         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 906                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 907 #ifdef PAE
 908         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 909                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 910 #endif
 911         else
 912                 ftype = VM_PROT_READ;
 913
 914         if (map != kernel_map) {
 915                 /*
 916                  * Keep swapout from messing with us during this
 917                  *      critical time.
 918                  */
 919                 PROC_LOCK(p);
 920                 ++p->p_lock;
 921                 PROC_UNLOCK(p);
 922
 923                 /* Fault in the user page: */
 924                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 925
 926                 PROC_LOCK(p);
 927                 --p->p_lock;
 928                 PROC_UNLOCK(p);
 929         } else {
 930                 /*
 931                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 932                  * kernel.
 933                  */
 934                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 935         }
 936         if (rv == KERN_SUCCESS) {
 937 #ifdef HWPMC_HOOKS
 938                 if (ftype == VM_PROT_READ || ftype == VM_PROT_WRITE) {
 939                         PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, all, frame);
 940                         if (ftype == VM_PROT_READ)
 941                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, read,
 942                                     frame);
 943                         else
 944                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, write,
 945                                     frame);
 946                 }
 947 #endif
 948                 return (0);
 949         }
 950 nogo:
 951         if (!usermode) {
 952                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 953                     curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 954                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 955                         return (0);
 956                 }
 957                 trap_fatal(frame, eva);
 958                 return (-1);
 959         }
 960         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 961 }
 962
 963 static void
 964 trap_fatal(frame, eva)
 965         struct trapframe *frame;
 966         vm_offset_t eva;
 967 {
 968         int code, ss, esp;
 969         u_int type;
 970         struct soft_segment_descriptor softseg;
 971         char *msg;
 972
 973         code = frame->tf_err;
 974         type = frame->tf_trapno;
 975         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 976
 977         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 978                 msg = trap_msg[type];
 979         else
 980                 msg = "UNKNOWN";
 981         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
 982             frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 983             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 984 #ifdef SMP
 985         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 986         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 987         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 988 #endif
 989         if (type == T_PAGEFLT) {
 990                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 991                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 992                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 993                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 994                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 995         }
 996         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 997                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 998         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 999                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
1000                 esp = frame->tf_esp;
1001         } else {
1002                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
1003                 esp = (int)&frame->tf_esp;
1004         }
1005         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
1006         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
1007         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
1008                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
1009         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
1010                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
1011                softseg.ssd_gran);
1012         printf("processor eflags        = ");
1013         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
1014                 printf("trace trap, ");
1015         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
1016                 printf("interrupt enabled, ");
1017         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
1018                 printf("nested task, ");
1019         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
1020                 printf("resume, ");
1021         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
1022                 printf("vm86, ");
1023         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
1024         printf("current process         = ");
1025         if (curproc) {
1026                 printf("%lu (%s)\n", (u_long)curproc->p_pid, curthread->td_name);
1027         } else {
1028                 printf("Idle\n");
1029         }
1030
1031 #ifdef KDB
1032         if (debugger_on_panic || kdb_active) {
1033                 frame->tf_err = eva;    /* smuggle fault address to ddb */
1034                 if (kdb_trap(type, 0, frame)) {
1035                         frame->tf_err = code;   /* restore error code */
1036                         return;
1037                 }
1038                 frame->tf_err = code;           /* restore error code */
1039         }
1040 #endif
1041         printf("trap number             = %d\n", type);
1042         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1043                 panic("%s", trap_msg[type]);
1044         else
1045                 panic("unknown/reserved trap");
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
1050  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
1051  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
1052  * for example).
1053  *
1054  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
1055  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
1056  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
1057  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
1058  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
1059  */
1060 void
1061 dblfault_handler()
1062 {
1063 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1064         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
1065                 (*dtrace_doubletrap_func)();
1066 #endif
1067         printf("\nFatal double fault:\n");
1068         printf("eip = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_eip));
1069         printf("esp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_esp));
1070         printf("ebp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_ebp));
1071 #ifdef SMP
1072         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1073         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
1074         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
1075 #endif
1076         panic("double fault");
1077 }
1078
1079 int
1080 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
1081 {
1082         struct proc *p;
1083         struct trapframe *frame;
1084         caddr_t params;
1085         int error;
1086
1087         p = td->td_proc;
1088         frame = td->td_frame;
1089
1090         params = (caddr_t)frame->tf_esp + sizeof(int);
1091         sa->code = frame->tf_eax;
1092
1093         /*
1094          * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1095          */
1096         if (sa->code == SYS_syscall) {
1097                 /*
1098                  * Code is first argument, followed by actual args.
1099                  */
1100                 sa->code = fuword(params);
1101                 params += sizeof(int);
1102         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
1103                 /*
1104                  * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1105                  * quad alignment for the rest of the arguments.
1106                  */
1107                 sa->code = fuword(params);
1108                 params += sizeof(quad_t);
1109         }
1110
1111         if (p->p_sysent->sv_mask)
1112                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
1113         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
1114                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1115         else
1116                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
1117         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
1118
1119         if (params != NULL && sa->narg != 0)
1120                 error = copyin(params, (caddr_t)sa->args,
1121                     (u_int)(sa->narg * sizeof(int)));
1122         else
1123                 error = 0;
1124
1125         if (error == 0) {
1126                 td->td_retval[0] = 0;
1127                 td->td_retval[1] = frame->tf_edx;
1128         }
1129
1130         return (error);
1131 }
1132
1133 #include "../../kern/subr_syscall.c"
1134
1135 /*
1136  * syscall - system call request C handler.  A system call is
1137  * essentially treated as a trap by reusing the frame layout.
1138  */
1139 void
1140 syscall(struct trapframe *frame)
1141 {
1142         struct thread *td;
1143         struct syscall_args sa;
1144         register_t orig_tf_eflags;
1145         int error;
1146         ksiginfo_t ksi;
1147
1148 #ifdef DIAGNOSTIC
1149         if (ISPL(frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
1150                 panic("syscall");
1151                 /* NOT REACHED */
1152         }
1153 #endif
1154         orig_tf_eflags = frame->tf_eflags;
1155
1156         td = curthread;
1157         td->td_frame = frame;
1158
1159         error = syscallenter(td, &sa);
1160
1161         /*
1162          * Traced syscall.
1163          */
1164         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1165                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
1166                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
1167                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
1168                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
1169                 ksi.ksi_addr = (void *)frame->tf_eip;
1170                 trapsignal(td, &ksi);
1171         }
1172
1173         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
1174             ("System call %s returning with kernel FPU ctx leaked",
1175              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1176         KASSERT(td->td_pcb->pcb_save == &td->td_pcb->pcb_user_save,
1177             ("System call %s returning with mangled pcb_save",
1178              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1179
1180         syscallret(td, error, &sa);
1181 }