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