sys/powerpc/aim/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1995, 1996 Wolfgang Solfrank.
   3  * Copyright (C) 1995, 1996 TooLs GmbH.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  15  *    must display the following acknowledgement:
  16  *      This product includes software developed by TooLs GmbH.
  17  * 4. The name of TooLs GmbH may not be used to endorse or promote products
  18  *    derived from this software without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY TOOLS GMBH ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  21  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  22  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  23  * IN NO EVENT SHALL TOOLS GMBH BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  24  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  25  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  26  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  27  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  28  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
  29  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  * $NetBSD: trap.c,v 1.58 2002/03/04 04:07:35 dbj Exp $
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_ktrace.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/kdb.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/ktr.h>
  43 #include <sys/lock.h>
  44 #include <sys/mutex.h>
  45 #include <sys/pioctl.h>
  46 #include <sys/ptrace.h>
  47 #include <sys/reboot.h>
  48 #include <sys/syscall.h>
  49 #include <sys/sysent.h>
  50 #include <sys/systm.h>
  51 #include <sys/uio.h>
  52 #include <sys/signalvar.h>
  53 #ifdef KTRACE
  54 #include <sys/ktrace.h>
  55 #endif
  56 #include <sys/vmmeter.h>
  57
  58 #include <vm/vm.h>
  59 #include <vm/pmap.h>
  60 #include <vm/vm_extern.h>
  61 #include <vm/vm_param.h>
  62 #include <vm/vm_kern.h>
  63 #include <vm/vm_map.h>
  64 #include <vm/vm_page.h>
  65
  66 #include <machine/cpu.h>
  67 #include <machine/db_machdep.h>
  68 #include <machine/fpu.h>
  69 #include <machine/frame.h>
  70 #include <machine/pcb.h>
  71 #include <machine/pmap.h>
  72 #include <machine/psl.h>
  73 #include <machine/trap.h>
  74 #include <machine/spr.h>
  75 #include <machine/sr.h>
  76
  77 void            trap(struct trapframe *);
  78
  79 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  80 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  81                     int user);
  82 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  83 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  84 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  85 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  86
  87 static __inline void    setusr(u_int);
  88
  89 int     setfault(faultbuf);             /* defined in locore.S */
  90
  91 /* Why are these not defined in a header? */
  92 int     badaddr(void *, size_t);
  93 int     badaddr_read(void *, size_t, int *);
  94
  95 extern char     *syscallnames[];
  96
  97 struct powerpc_exception {
  98         u_int   vector;
  99         char    *name;
 100 };
 101
 102 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
 103         { 0x0100, "system reset" },
 104         { 0x0200, "machine check" },
 105         { 0x0300, "data storage interrupt" },
 106         { 0x0400, "instruction storage interrupt" },
 107         { 0x0500, "external interrupt" },
 108         { 0x0600, "alignment" },
 109         { 0x0700, "program" },
 110         { 0x0800, "floating-point unavailable" },
 111         { 0x0900, "decrementer" },
 112         { 0x0c00, "system call" },
 113         { 0x0d00, "trace" },
 114         { 0x0e00, "floating-point assist" },
 115         { 0x0f00, "performance monitoring" },
 116         { 0x0f20, "altivec unavailable" },
 117         { 0x1000, "instruction tlb miss" },
 118         { 0x1100, "data load tlb miss" },
 119         { 0x1200, "data store tlb miss" },
 120         { 0x1300, "instruction breakpoint" },
 121         { 0x1400, "system management" },
 122         { 0x1600, "altivec assist" },
 123         { 0x1700, "thermal management" },
 124         { 0x2000, "run mode/trace" },
 125         { 0x3000, NULL }
 126 };
 127
 128 static const char *
 129 trapname(u_int vector)
 130 {
 131         struct  powerpc_exception *pe;
 132
 133         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != 0x3000; pe++) {
 134                 if (pe->vector == vector)
 135                         return (pe->name);
 136         }
 137
 138         return ("unknown");
 139 }
 140
 141 void
 142 trap(struct trapframe *frame)
 143 {
 144         struct thread   *td;
 145         struct proc     *p;
 146         int             sig, type, user;
 147         u_int           ucode;
 148         ksiginfo_t      ksi;
 149
 150         PCPU_LAZY_INC(cnt.v_trap);
 151
 152         td = PCPU_GET(curthread);
 153         p = td->td_proc;
 154
 155         type = ucode = frame->exc;
 156         sig = 0;
 157         user = frame->srr1 & PSL_PR;
 158
 159         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", p->p_comm,
 160             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 161
 162         if (user) {
 163                 td->td_pticks = 0;
 164                 td->td_frame = frame;
 165                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 166                         cred_update_thread(td);
 167
 168                 /* User Mode Traps */
 169                 switch (type) {
 170                 case EXC_RUNMODETRC:
 171                 case EXC_TRC:
 172                         frame->srr1 &= ~PSL_SE;
 173                         sig = SIGTRAP;
 174                         break;
 175
 176                 case EXC_DSI:
 177                 case EXC_ISI:
 178                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 179                         break;
 180
 181                 case EXC_SC:
 182                         syscall(frame);
 183                         break;
 184
 185                 case EXC_FPU:
 186                         KASSERT((td->td_pcb->pcb_flags & PCB_FPU) != PCB_FPU,
 187                             ("FPU already enabled for thread"));
 188                         enable_fpu(td);
 189                         break;
 190
 191 #ifdef  ALTIVEC
 192                 case EXC_VEC:
 193                         if ((vecthread = PCPU_GET(vecthread)) != NULL) {
 194                                 KASSERT(vecthread != td,
 195                                     ("altivec already enabled"));
 196                                 save_vec(vecthread);
 197                         }
 198                         PCPU_SET(vecthread, td);
 199                         td->td_pcb->pcb_veccpu = PCPU_GET(cpuid);
 200                         enable_vec(td);
 201                         frame->srr1 |= PSL_VEC;
 202                         break;
 203 #else
 204                 case EXC_VEC:
 205                 case EXC_VECAST:
 206                         sig = SIGILL;
 207                         break;
 208 #endif /* ALTIVEC */
 209
 210                 case EXC_ALI:
 211                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 212                                 sig = SIGBUS;
 213                         else
 214                                 frame->srr0 += 4;
 215                         break;
 216
 217                 case EXC_PGM:
 218                         /* XXX temporarily */
 219                         /* XXX: Magic Number? */
 220                         if (frame->srr1 & 0x0002000)
 221                                 sig = SIGTRAP;
 222                         else
 223                                 sig = SIGILL;
 224                         break;
 225
 226                 default:
 227                         trap_fatal(frame);
 228                 }
 229         } else {
 230                 /* Kernel Mode Traps */
 231
 232                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 233                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 234                 switch (type) {
 235                 case EXC_DSI:
 236                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 237                                 return;
 238                         break;
 239                 case EXC_MCHK:
 240                         if (handle_onfault(frame))
 241                                 return;
 242                         break;
 243                 default:
 244                         break;
 245                 }
 246                 trap_fatal(frame);
 247         }
 248
 249 #ifdef  ALTIVEC
 250         if (td != PCPU_GET(vecthread) ||
 251             td->td_pcb->pcb_veccpu != PCPU_GET(cpuid))
 252                 frame->srr1 &= ~PSL_VEC;
 253 #endif /* ALTIVEC */
 254
 255         if (sig != 0) {
 256                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 257                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 258                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 259                 ksi.ksi_signo = sig;
 260                 ksi.ksi_code = (int) ucode; /* XXX, not POSIX */
 261                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 262                 ksi.ksi_trapno = type;
 263                 trapsignal(td, &ksi);
 264         }
 265
 266         userret(td, frame);
 267         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 268 }
 269
 270 static void
 271 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 272 {
 273
 274         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 275 #ifdef KDB
 276         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 277             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 278                 return;
 279 #endif
 280         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 281 }
 282
 283 static void
 284 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 285 {
 286
 287         printf("\n");
 288         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 289             user ? "user" : "kernel");
 290         printf("\n");
 291         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector >> 8,
 292             trapname(vector));
 293         switch (vector) {
 294         case EXC_DSI:
 295                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->dar);
 296                 break;
 297         case EXC_ISI:
 298                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->srr0);
 299                 break;
 300         }
 301         printf("   srr0            = 0x%x\n", frame->srr0);
 302         printf("   srr1            = 0x%x\n", frame->srr1);
 303         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 304         if (curthread != NULL)
 305                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 306                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
 307         printf("\n");
 308 }
 309
 310 /*
 311  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 312  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 313  */
 314 static int
 315 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 316 {
 317         struct          thread *td;
 318         faultbuf        *fb;
 319
 320         td = curthread;
 321         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 322         if (fb != NULL) {
 323                 frame->srr0 = (*fb)[0];
 324                 frame->fixreg[1] = (*fb)[1];
 325                 frame->fixreg[2] = (*fb)[2];
 326                 frame->fixreg[3] = 1;
 327                 frame->cr = (*fb)[3];
 328                 bcopy(&(*fb)[4], &frame->fixreg[13],
 329                     19 * sizeof(register_t));
 330                 return (1);
 331         }
 332         return (0);
 333 }
 334
 335 void
 336 syscall(struct trapframe *frame)
 337 {
 338         caddr_t         params;
 339         struct          sysent *callp;
 340         struct          thread *td;
 341         struct          proc *p;
 342         int             error, n;
 343         size_t          narg;
 344         register_t      args[10];
 345         u_int           code;
 346
 347         td = PCPU_GET(curthread);
 348         p = td->td_proc;
 349
 350         PCPU_LAZY_INC(cnt.v_syscall);
 351
 352         if (p->p_flag & P_SA)
 353                 thread_user_enter(td);
 354
 355         code = frame->fixreg[0];
 356         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 357         n = NARGREG;
 358
 359         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 360                 /*
 361                  * The prep code is MP aware.
 362                  */
 363                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(frame, args, &code, &params);
 364         } else if (code == SYS_syscall) {
 365                 /*
 366                  * code is first argument,
 367                  * followed by actual args.
 368                  */
 369                 code = *(u_int *) params;
 370                 params += sizeof(register_t);
 371                 n -= 1;
 372         } else if (code == SYS___syscall) {
 373                 /*
 374                  * Like syscall, but code is a quad,
 375                  * so as to maintain quad alignment
 376                  * for the rest of the args.
 377                  */
 378                 params += sizeof(register_t);
 379                 code = *(u_int *) params;
 380                 params += sizeof(register_t);
 381                 n -= 2;
 382         }
 383
 384         if (p->p_sysent->sv_mask)
 385                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
 386
 387         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
 388                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 389         else
 390                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
 391
 392         narg = callp->sy_narg;
 393
 394         if (narg > n) {
 395                 bcopy(params, args, n * sizeof(register_t));
 396                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), args + n,
 397                                (narg - n) * sizeof(register_t));
 398                 params = (caddr_t)args;
 399         } else
 400                 error = 0;
 401
 402         CTR5(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s(%x %x %x)", p->p_comm,
 403              syscallnames[code],
 404              frame->fixreg[FIRSTARG],
 405              frame->fixreg[FIRSTARG+1],
 406              frame->fixreg[FIRSTARG+2]);
 407
 408 #ifdef  KTRACE
 409         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
 410                 ktrsyscall(code, narg, (register_t *)params);
 411 #endif
 412
 413         if (error == 0) {
 414                 td->td_retval[0] = 0;
 415                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 416
 417                 STOPEVENT(p, S_SCE, narg);
 418
 419                 PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCE);
 420
 421                 error = (*callp->sy_call)(td, params);
 422
 423                 CTR3(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s ret=%x", p->p_comm,
 424                      syscallnames[code], td->td_retval[0]);
 425         }
 426         switch (error) {
 427         case 0:
 428                 if ((frame->fixreg[0] == SYS___syscall) &&
 429                     (code != SYS_lseek)) {
 430                         /*
 431                          * 64-bit return, 32-bit syscall. Fixup byte order
 432                          */
 433                         frame->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 434                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[0];
 435                 } else {
 436                         frame->fixreg[FIRSTARG] = td->td_retval[0];
 437                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[1];
 438                 }
 439                 /* XXX: Magic number */
 440                 frame->cr &= ~0x10000000;
 441                 break;
 442         case ERESTART:
 443                 /*
 444                  * Set user's pc back to redo the system call.
 445                  */
 446                 frame->srr0 -= 4;
 447                 break;
 448         case EJUSTRETURN:
 449                 /* nothing to do */
 450                 break;
 451         default:
 452                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
 453                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
 454                                 error = -1;     /* XXX */
 455                         else
 456                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
 457                 }
 458                 frame->fixreg[FIRSTARG] = error;
 459                 /* XXX: Magic number: Carry Flag Equivalent? */
 460                 frame->cr |= 0x10000000;
 461                 break;
 462         }
 463
 464         /*
 465          * Check for misbehavior.
 466          */
 467         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "System call %s returning",
 468             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???");
 469         KASSERT(td->td_critnest == 0,
 470             ("System call %s returning in a critical section",
 471             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???"));
 472         KASSERT(td->td_locks == 0,
 473             ("System call %s returning with %d locks held",
 474             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???",
 475             td->td_locks));
 476
 477 #ifdef  KTRACE
 478         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
 479                 ktrsysret(code, error, td->td_retval[0]);
 480 #endif
 481
 482         /*
 483          * Does the comment in the i386 code about errno apply here?
 484          */
 485         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
 486
 487         PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCX);
 488 }
 489
 490 static int
 491 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 492 {
 493         vm_offset_t     eva, va;
 494         struct          thread *td;
 495         struct          proc *p;
 496         vm_map_t        map;
 497         vm_prot_t       ftype;
 498         int             rv;
 499         u_int           user_sr;
 500
 501         td = curthread;
 502         p = td->td_proc;
 503         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 504                 eva = frame->srr0;
 505                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 506         } else {
 507                 eva = frame->dar;
 508                 if (frame->dsisr & DSISR_STORE)
 509                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 510                 else
 511                         ftype = VM_PROT_READ;
 512         }
 513
 514         if (user) {
 515                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 516         } else {
 517                 if ((eva >> ADDR_SR_SHFT) == USER_SR) {
 518                         if (p->p_vmspace == NULL)
 519                                 return (SIGSEGV);
 520
 521                         __asm ("mfsr %0, %1"
 522                             : "=r"(user_sr)
 523                             : "K"(USER_SR));
 524                         eva &= ADDR_PIDX | ADDR_POFF;
 525                         eva |= user_sr << ADDR_SR_SHFT;
 526                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 527                 } else {
 528                         map = kernel_map;
 529                 }
 530         }
 531         va = trunc_page(eva);
 532
 533         if (map != kernel_map) {
 534                 /*
 535                  * Keep swapout from messing with us during this
 536                  *      critical time.
 537                  */
 538                 PROC_LOCK(p);
 539                 ++p->p_lock;
 540                 PROC_UNLOCK(p);
 541
 542                 /* Fault in the user page: */
 543                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 544                       (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 545                                               : VM_FAULT_NORMAL);
 546
 547                 PROC_LOCK(p);
 548                 --p->p_lock;
 549                 PROC_UNLOCK(p);
 550         } else {
 551                 /*
 552                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 553                  * kernel.
 554                  */
 555                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 556         }
 557
 558         if (rv == KERN_SUCCESS)
 559                 return (0);
 560
 561         if (!user && handle_onfault(frame))
 562                 return (0);
 563
 564         return (SIGSEGV);
 565 }
 566
 567 static __inline void
 568 setusr(u_int content)
 569 {
 570         __asm __volatile ("isync; mtsr %0,%1; isync"
 571                       :: "n"(USER_SR), "r"(content));
 572 }
 573
 574 int
 575 badaddr(void *addr, size_t size)
 576 {
 577         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 578 }
 579
 580 int
 581 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 582 {
 583         struct thread   *td;
 584         faultbuf        env;
 585         int             x;
 586
 587         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 588         __asm __volatile ("sync; isync");
 589
 590         td = PCPU_GET(curthread);
 591
 592         if (setfault(env)) {
 593                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 594                 __asm __volatile ("sync");
 595                 return 1;
 596         }
 597
 598         __asm __volatile ("sync");
 599
 600         switch (size) {
 601         case 1:
 602                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 603                 break;
 604         case 2:
 605                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 606                 break;
 607         case 4:
 608                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 609                 break;
 610         default:
 611                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 612         }
 613
 614         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 615         __asm __volatile ("sync; isync");
 616
 617         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 618         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 619
 620         /* Use the value to avoid reorder. */
 621         if (rptr)
 622                 *rptr = x;
 623
 624         return (0);
 625 }
 626
 627 /*
 628  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 629  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 630  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 631  */
 632
 633 static int
 634 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 635 {
 636         struct thread   *fputhread;
 637         int             indicator, reg;
 638         double          *fpr;
 639
 640         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 641
 642         switch (indicator) {
 643         case EXC_ALI_LFD:
 644         case EXC_ALI_STFD:
 645                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 646                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 647                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 648
 649                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 650                  * the FPRs, and that their current state is in
 651                  * the PCB.
 652                  */
 653                 if (fputhread != td) {
 654                         if (fputhread)
 655                                 save_fpu(fputhread);
 656                         enable_fpu(td);
 657                 }
 658                 save_fpu(td);
 659
 660                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 661                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 662                             sizeof(double)) != 0)
 663                                 return -1;
 664                         enable_fpu(td);
 665                 } else {
 666                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 667                             sizeof(double)) != 0)
 668                                 return -1;
 669                 }
 670                 return 0;
 671                 break;
 672         }
 673
 674         return -1;
 675 }