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 <security/audit/audit.h>
  59
  60 #include <vm/vm.h>
  61 #include <vm/pmap.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63 #include <vm/vm_param.h>
  64 #include <vm/vm_kern.h>
  65 #include <vm/vm_map.h>
  66 #include <vm/vm_page.h>
  67
  68 #include <machine/cpu.h>
  69 #include <machine/db_machdep.h>
  70 #include <machine/fpu.h>
  71 #include <machine/frame.h>
  72 #include <machine/pcb.h>
  73 #include <machine/pmap.h>
  74 #include <machine/psl.h>
  75 #include <machine/trap.h>
  76 #include <machine/spr.h>
  77 #include <machine/sr.h>
  78
  79 void            trap(struct trapframe *);
  80
  81 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  82 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  83                     int user);
  84 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  85 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  86 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  87 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  88
  89 static __inline void    setusr(u_int);
  90
  91 int     setfault(faultbuf);             /* defined in locore.S */
  92
  93 /* Why are these not defined in a header? */
  94 int     badaddr(void *, size_t);
  95 int     badaddr_read(void *, size_t, int *);
  96
  97 extern char     *syscallnames[];
  98
  99 struct powerpc_exception {
 100         u_int   vector;
 101         char    *name;
 102 };
 103
 104 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
 105         { 0x0100, "system reset" },
 106         { 0x0200, "machine check" },
 107         { 0x0300, "data storage interrupt" },
 108         { 0x0400, "instruction storage interrupt" },
 109         { 0x0500, "external interrupt" },
 110         { 0x0600, "alignment" },
 111         { 0x0700, "program" },
 112         { 0x0800, "floating-point unavailable" },
 113         { 0x0900, "decrementer" },
 114         { 0x0c00, "system call" },
 115         { 0x0d00, "trace" },
 116         { 0x0e00, "floating-point assist" },
 117         { 0x0f00, "performance monitoring" },
 118         { 0x0f20, "altivec unavailable" },
 119         { 0x1000, "instruction tlb miss" },
 120         { 0x1100, "data load tlb miss" },
 121         { 0x1200, "data store tlb miss" },
 122         { 0x1300, "instruction breakpoint" },
 123         { 0x1400, "system management" },
 124         { 0x1600, "altivec assist" },
 125         { 0x1700, "thermal management" },
 126         { 0x2000, "run mode/trace" },
 127         { 0x3000, NULL }
 128 };
 129
 130 static const char *
 131 trapname(u_int vector)
 132 {
 133         struct  powerpc_exception *pe;
 134
 135         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != 0x3000; pe++) {
 136                 if (pe->vector == vector)
 137                         return (pe->name);
 138         }
 139
 140         return ("unknown");
 141 }
 142
 143 void
 144 trap(struct trapframe *frame)
 145 {
 146         struct thread   *td;
 147         struct proc     *p;
 148         int             sig, type, user;
 149         u_int           ucode;
 150         ksiginfo_t      ksi;
 151
 152         PCPU_LAZY_INC(cnt.v_trap);
 153
 154         td = PCPU_GET(curthread);
 155         p = td->td_proc;
 156
 157         type = ucode = frame->exc;
 158         sig = 0;
 159         user = frame->srr1 & PSL_PR;
 160
 161         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", p->p_comm,
 162             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 163
 164         if (user) {
 165                 td->td_pticks = 0;
 166                 td->td_frame = frame;
 167                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 168                         cred_update_thread(td);
 169
 170                 /* User Mode Traps */
 171                 switch (type) {
 172                 case EXC_RUNMODETRC:
 173                 case EXC_TRC:
 174                         frame->srr1 &= ~PSL_SE;
 175                         sig = SIGTRAP;
 176                         break;
 177
 178                 case EXC_DSI:
 179                 case EXC_ISI:
 180                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 181                         break;
 182
 183                 case EXC_SC:
 184                         syscall(frame);
 185                         break;
 186
 187                 case EXC_FPU:
 188                         KASSERT((td->td_pcb->pcb_flags & PCB_FPU) != PCB_FPU,
 189                             ("FPU already enabled for thread"));
 190                         enable_fpu(td);
 191                         break;
 192
 193 #ifdef  ALTIVEC
 194                 case EXC_VEC:
 195                         if ((vecthread = PCPU_GET(vecthread)) != NULL) {
 196                                 KASSERT(vecthread != td,
 197                                     ("altivec already enabled"));
 198                                 save_vec(vecthread);
 199                         }
 200                         PCPU_SET(vecthread, td);
 201                         td->td_pcb->pcb_veccpu = PCPU_GET(cpuid);
 202                         enable_vec(td);
 203                         frame->srr1 |= PSL_VEC;
 204                         break;
 205 #else
 206                 case EXC_VEC:
 207                 case EXC_VECAST:
 208                         sig = SIGILL;
 209                         break;
 210 #endif /* ALTIVEC */
 211
 212                 case EXC_ALI:
 213                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 214                                 sig = SIGBUS;
 215                         else
 216                                 frame->srr0 += 4;
 217                         break;
 218
 219                 case EXC_PGM:
 220                         /* XXX temporarily */
 221                         /* XXX: Magic Number? */
 222                         if (frame->srr1 & 0x0002000)
 223                                 sig = SIGTRAP;
 224                         else
 225                                 sig = SIGILL;
 226                         break;
 227
 228                 default:
 229                         trap_fatal(frame);
 230                 }
 231         } else {
 232                 /* Kernel Mode Traps */
 233
 234                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 235                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 236                 switch (type) {
 237                 case EXC_DSI:
 238                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 239                                 return;
 240                         break;
 241                 case EXC_MCHK:
 242                         if (handle_onfault(frame))
 243                                 return;
 244                         break;
 245                 default:
 246                         break;
 247                 }
 248                 trap_fatal(frame);
 249         }
 250
 251 #ifdef  ALTIVEC
 252         if (td != PCPU_GET(vecthread) ||
 253             td->td_pcb->pcb_veccpu != PCPU_GET(cpuid))
 254                 frame->srr1 &= ~PSL_VEC;
 255 #endif /* ALTIVEC */
 256
 257         if (sig != 0) {
 258                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 259                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 260                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 261                 ksi.ksi_signo = sig;
 262                 ksi.ksi_code = (int) ucode; /* XXX, not POSIX */
 263                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 264                 ksi.ksi_trapno = type;
 265                 trapsignal(td, &ksi);
 266         }
 267
 268         userret(td, frame);
 269         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 270 }
 271
 272 static void
 273 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 274 {
 275
 276         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 277 #ifdef KDB
 278         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 279             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 280                 return;
 281 #endif
 282         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 283 }
 284
 285 static void
 286 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 287 {
 288
 289         printf("\n");
 290         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 291             user ? "user" : "kernel");
 292         printf("\n");
 293         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector >> 8,
 294             trapname(vector));
 295         switch (vector) {
 296         case EXC_DSI:
 297                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->dar);
 298                 break;
 299         case EXC_ISI:
 300                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->srr0);
 301                 break;
 302         }
 303         printf("   srr0            = 0x%x\n", frame->srr0);
 304         printf("   srr1            = 0x%x\n", frame->srr1);
 305         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 306         if (curthread != NULL)
 307                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 308                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
 309         printf("\n");
 310 }
 311
 312 /*
 313  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 314  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 315  */
 316 static int
 317 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 318 {
 319         struct          thread *td;
 320         faultbuf        *fb;
 321
 322         td = curthread;
 323         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 324         if (fb != NULL) {
 325                 frame->srr0 = (*fb)[0];
 326                 frame->fixreg[1] = (*fb)[1];
 327                 frame->fixreg[2] = (*fb)[2];
 328                 frame->fixreg[3] = 1;
 329                 frame->cr = (*fb)[3];
 330                 bcopy(&(*fb)[4], &frame->fixreg[13],
 331                     19 * sizeof(register_t));
 332                 return (1);
 333         }
 334         return (0);
 335 }
 336
 337 void
 338 syscall(struct trapframe *frame)
 339 {
 340         caddr_t         params;
 341         struct          sysent *callp;
 342         struct          thread *td;
 343         struct          proc *p;
 344         int             error, n;
 345         size_t          narg;
 346         register_t      args[10];
 347         u_int           code;
 348
 349         td = PCPU_GET(curthread);
 350         p = td->td_proc;
 351
 352         PCPU_LAZY_INC(cnt.v_syscall);
 353
 354 #ifdef KSE
 355         if (p->p_flag & P_SA)
 356                 thread_user_enter(td);
 357 #endif
 358
 359         code = frame->fixreg[0];
 360         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 361         n = NARGREG;
 362
 363         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 364                 /*
 365                  * The prep code is MP aware.
 366                  */
 367                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(frame, args, &code, &params);
 368         } else if (code == SYS_syscall) {
 369                 /*
 370                  * code is first argument,
 371                  * followed by actual args.
 372                  */
 373                 code = *(u_int *) params;
 374                 params += sizeof(register_t);
 375                 n -= 1;
 376         } else if (code == SYS___syscall) {
 377                 /*
 378                  * Like syscall, but code is a quad,
 379                  * so as to maintain quad alignment
 380                  * for the rest of the args.
 381                  */
 382                 params += sizeof(register_t);
 383                 code = *(u_int *) params;
 384                 params += sizeof(register_t);
 385                 n -= 2;
 386         }
 387
 388         if (p->p_sysent->sv_mask)
 389                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
 390
 391         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
 392                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 393         else
 394                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
 395
 396         narg = callp->sy_narg;
 397
 398         if (narg > n) {
 399                 bcopy(params, args, n * sizeof(register_t));
 400                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), args + n,
 401                                (narg - n) * sizeof(register_t));
 402                 params = (caddr_t)args;
 403         } else
 404                 error = 0;
 405
 406         CTR5(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s(%x %x %x)", p->p_comm,
 407              syscallnames[code],
 408              frame->fixreg[FIRSTARG],
 409              frame->fixreg[FIRSTARG+1],
 410              frame->fixreg[FIRSTARG+2]);
 411
 412 #ifdef  KTRACE
 413         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
 414                 ktrsyscall(code, narg, (register_t *)params);
 415 #endif
 416
 417         td->td_syscalls++;
 418
 419         if (error == 0) {
 420                 td->td_retval[0] = 0;
 421                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 422
 423                 STOPEVENT(p, S_SCE, narg);
 424
 425                 PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCE);
 426
 427                 AUDIT_SYSCALL_ENTER(code, td);
 428                 error = (*callp->sy_call)(td, params);
 429                 AUDIT_SYSCALL_EXIT(error, td);
 430
 431                 CTR3(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s ret=%x", p->p_comm,
 432                      syscallnames[code], td->td_retval[0]);
 433         }
 434         switch (error) {
 435         case 0:
 436                 if ((frame->fixreg[0] == SYS___syscall) &&
 437                     (code != SYS_lseek)) {
 438                         /*
 439                          * 64-bit return, 32-bit syscall. Fixup byte order
 440                          */
 441                         frame->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 442                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[0];
 443                 } else {
 444                         frame->fixreg[FIRSTARG] = td->td_retval[0];
 445                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[1];
 446                 }
 447                 /* XXX: Magic number */
 448                 frame->cr &= ~0x10000000;
 449                 break;
 450         case ERESTART:
 451                 /*
 452                  * Set user's pc back to redo the system call.
 453                  */
 454                 frame->srr0 -= 4;
 455                 break;
 456         case EJUSTRETURN:
 457                 /* nothing to do */
 458                 break;
 459         default:
 460                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
 461                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
 462                                 error = -1;     /* XXX */
 463                         else
 464                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
 465                 }
 466                 frame->fixreg[FIRSTARG] = error;
 467                 /* XXX: Magic number: Carry Flag Equivalent? */
 468                 frame->cr |= 0x10000000;
 469                 break;
 470         }
 471
 472         /*
 473          * Check for misbehavior.
 474          */
 475         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "System call %s returning",
 476             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???");
 477         KASSERT(td->td_critnest == 0,
 478             ("System call %s returning in a critical section",
 479             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???"));
 480         KASSERT(td->td_locks == 0,
 481             ("System call %s returning with %d locks held",
 482             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???",
 483             td->td_locks));
 484
 485 #ifdef  KTRACE
 486         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
 487                 ktrsysret(code, error, td->td_retval[0]);
 488 #endif
 489
 490         /*
 491          * Does the comment in the i386 code about errno apply here?
 492          */
 493         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
 494
 495         PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCX);
 496 }
 497
 498 static int
 499 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 500 {
 501         vm_offset_t     eva, va;
 502         struct          thread *td;
 503         struct          proc *p;
 504         vm_map_t        map;
 505         vm_prot_t       ftype;
 506         int             rv;
 507         u_int           user_sr;
 508
 509         td = curthread;
 510         p = td->td_proc;
 511         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 512                 eva = frame->srr0;
 513                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 514         } else {
 515                 eva = frame->dar;
 516                 if (frame->dsisr & DSISR_STORE)
 517                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 518                 else
 519                         ftype = VM_PROT_READ;
 520         }
 521
 522         if (user) {
 523                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 524         } else {
 525                 if ((eva >> ADDR_SR_SHFT) == USER_SR) {
 526                         if (p->p_vmspace == NULL)
 527                                 return (SIGSEGV);
 528
 529                         __asm ("mfsr %0, %1"
 530                             : "=r"(user_sr)
 531                             : "K"(USER_SR));
 532                         eva &= ADDR_PIDX | ADDR_POFF;
 533                         eva |= user_sr << ADDR_SR_SHFT;
 534                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 535                 } else {
 536                         map = kernel_map;
 537                 }
 538         }
 539         va = trunc_page(eva);
 540
 541         if (map != kernel_map) {
 542                 /*
 543                  * Keep swapout from messing with us during this
 544                  *      critical time.
 545                  */
 546                 PROC_LOCK(p);
 547                 ++p->p_lock;
 548                 PROC_UNLOCK(p);
 549
 550                 /* Fault in the user page: */
 551                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 552                       (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 553                                               : VM_FAULT_NORMAL);
 554
 555                 PROC_LOCK(p);
 556                 --p->p_lock;
 557                 PROC_UNLOCK(p);
 558         } else {
 559                 /*
 560                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 561                  * kernel.
 562                  */
 563                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 564         }
 565
 566         if (rv == KERN_SUCCESS)
 567                 return (0);
 568
 569         if (!user && handle_onfault(frame))
 570                 return (0);
 571
 572         return (SIGSEGV);
 573 }
 574
 575 static __inline void
 576 setusr(u_int content)
 577 {
 578         __asm __volatile ("isync; mtsr %0,%1; isync"
 579                       :: "n"(USER_SR), "r"(content));
 580 }
 581
 582 int
 583 badaddr(void *addr, size_t size)
 584 {
 585         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 586 }
 587
 588 int
 589 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 590 {
 591         struct thread   *td;
 592         faultbuf        env;
 593         int             x;
 594
 595         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 596         __asm __volatile ("sync; isync");
 597
 598         td = PCPU_GET(curthread);
 599
 600         if (setfault(env)) {
 601                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 602                 __asm __volatile ("sync");
 603                 return 1;
 604         }
 605
 606         __asm __volatile ("sync");
 607
 608         switch (size) {
 609         case 1:
 610                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 611                 break;
 612         case 2:
 613                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 614                 break;
 615         case 4:
 616                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 617                 break;
 618         default:
 619                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 620         }
 621
 622         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 623         __asm __volatile ("sync; isync");
 624
 625         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 626         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 627
 628         /* Use the value to avoid reorder. */
 629         if (rptr)
 630                 *rptr = x;
 631
 632         return (0);
 633 }
 634
 635 /*
 636  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 637  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 638  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 639  */
 640
 641 static int
 642 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 643 {
 644         struct thread   *fputhread;
 645         int             indicator, reg;
 646         double          *fpr;
 647
 648         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 649
 650         switch (indicator) {
 651         case EXC_ALI_LFD:
 652         case EXC_ALI_STFD:
 653                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 654                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 655                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 656
 657                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 658                  * the FPRs, and that their current state is in
 659                  * the PCB.
 660                  */
 661                 if (fputhread != td) {
 662                         if (fputhread)
 663                                 save_fpu(fputhread);
 664                         enable_fpu(td);
 665                 }
 666                 save_fpu(td);
 667
 668                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 669                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 670                             sizeof(double)) != 0)
 671                                 return -1;
 672                         enable_fpu(td);
 673                 } else {
 674                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 675                             sizeof(double)) != 0)
 676                                 return -1;
 677                 }
 678                 return 0;
 679                 break;
 680         }
 681
 682         return -1;
 683 }