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