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 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_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_INC(cnt.v_syscall);
 351
 352 #ifdef KSE
 353         if (p->p_flag & P_SA)
 354                 thread_user_enter(td);
 355 #endif
 356
 357         code = frame->fixreg[0];
 358         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 359         n = NARGREG;
 360
 361         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 362                 /*
 363                  * The prep code is MP aware.
 364                  */
 365                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(frame, args, &code, &params);
 366         } else if (code == SYS_syscall) {
 367                 /*
 368                  * code is first argument,
 369                  * followed by actual args.
 370                  */
 371                 code = *(u_int *) params;
 372                 params += sizeof(register_t);
 373                 n -= 1;
 374         } else if (code == SYS___syscall) {
 375                 /*
 376                  * Like syscall, but code is a quad,
 377                  * so as to maintain quad alignment
 378                  * for the rest of the args.
 379                  */
 380                 params += sizeof(register_t);
 381                 code = *(u_int *) params;
 382                 params += sizeof(register_t);
 383                 n -= 2;
 384         }
 385
 386         if (p->p_sysent->sv_mask)
 387                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
 388
 389         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
 390                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 391         else
 392                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
 393
 394         narg = callp->sy_narg;
 395
 396         if (narg > n) {
 397                 bcopy(params, args, n * sizeof(register_t));
 398                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), args + n,
 399                                (narg - n) * sizeof(register_t));
 400                 params = (caddr_t)args;
 401         } else
 402                 error = 0;
 403
 404         CTR5(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s(%x %x %x)", p->p_comm,
 405              syscallnames[code],
 406              frame->fixreg[FIRSTARG],
 407              frame->fixreg[FIRSTARG+1],
 408              frame->fixreg[FIRSTARG+2]);
 409
 410 #ifdef  KTRACE
 411         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
 412                 ktrsyscall(code, narg, (register_t *)params);
 413 #endif
 414
 415         td->td_syscalls++;
 416
 417         if (error == 0) {
 418                 td->td_retval[0] = 0;
 419                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 420
 421                 STOPEVENT(p, S_SCE, narg);
 422
 423                 PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCE);
 424
 425                 AUDIT_SYSCALL_ENTER(code, td);
 426                 error = (*callp->sy_call)(td, params);
 427                 AUDIT_SYSCALL_EXIT(error, td);
 428
 429                 CTR3(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s ret=%x", p->p_comm,
 430                      syscallnames[code], td->td_retval[0]);
 431         }
 432         switch (error) {
 433         case 0:
 434                 if (frame->fixreg[0] == SYS___syscall &&
 435                     code != SYS_freebsd6_lseek && code != SYS_lseek) {
 436                         /*
 437                          * 64-bit return, 32-bit syscall. Fixup byte order
 438                          */
 439                         frame->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 440                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[0];
 441                 } else {
 442                         frame->fixreg[FIRSTARG] = td->td_retval[0];
 443                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[1];
 444                 }
 445                 /* XXX: Magic number */
 446                 frame->cr &= ~0x10000000;
 447                 break;
 448         case ERESTART:
 449                 /*
 450                  * Set user's pc back to redo the system call.
 451                  */
 452                 frame->srr0 -= 4;
 453                 break;
 454         case EJUSTRETURN:
 455                 /* nothing to do */
 456                 break;
 457         default:
 458                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
 459                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
 460                                 error = -1;     /* XXX */
 461                         else
 462                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
 463                 }
 464                 frame->fixreg[FIRSTARG] = error;
 465                 /* XXX: Magic number: Carry Flag Equivalent? */
 466                 frame->cr |= 0x10000000;
 467                 break;
 468         }
 469
 470         /*
 471          * Check for misbehavior.
 472          */
 473         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "System call %s returning",
 474             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???");
 475         KASSERT(td->td_critnest == 0,
 476             ("System call %s returning in a critical section",
 477             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???"));
 478         KASSERT(td->td_locks == 0,
 479             ("System call %s returning with %d locks held",
 480             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???",
 481             td->td_locks));
 482
 483 #ifdef  KTRACE
 484         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
 485                 ktrsysret(code, error, td->td_retval[0]);
 486 #endif
 487
 488         /*
 489          * Does the comment in the i386 code about errno apply here?
 490          */
 491         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
 492
 493         PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCX);
 494 }
 495
 496 static int
 497 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 498 {
 499         vm_offset_t     eva, va;
 500         struct          thread *td;
 501         struct          proc *p;
 502         vm_map_t        map;
 503         vm_prot_t       ftype;
 504         int             rv;
 505         u_int           user_sr;
 506
 507         td = curthread;
 508         p = td->td_proc;
 509         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 510                 eva = frame->srr0;
 511                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 512         } else {
 513                 eva = frame->dar;
 514                 if (frame->dsisr & DSISR_STORE)
 515                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 516                 else
 517                         ftype = VM_PROT_READ;
 518         }
 519
 520         if (user) {
 521                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 522         } else {
 523                 if ((eva >> ADDR_SR_SHFT) == USER_SR) {
 524                         if (p->p_vmspace == NULL)
 525                                 return (SIGSEGV);
 526
 527                         __asm ("mfsr %0, %1"
 528                             : "=r"(user_sr)
 529                             : "K"(USER_SR));
 530                         eva &= ADDR_PIDX | ADDR_POFF;
 531                         eva |= user_sr << ADDR_SR_SHFT;
 532                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 533                 } else {
 534                         map = kernel_map;
 535                 }
 536         }
 537         va = trunc_page(eva);
 538
 539         if (map != kernel_map) {
 540                 /*
 541                  * Keep swapout from messing with us during this
 542                  *      critical time.
 543                  */
 544                 PROC_LOCK(p);
 545                 ++p->p_lock;
 546                 PROC_UNLOCK(p);
 547
 548                 /* Fault in the user page: */
 549                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 550                       (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 551                                               : VM_FAULT_NORMAL);
 552
 553                 PROC_LOCK(p);
 554                 --p->p_lock;
 555                 PROC_UNLOCK(p);
 556         } else {
 557                 /*
 558                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 559                  * kernel.
 560                  */
 561                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 562         }
 563
 564         if (rv == KERN_SUCCESS)
 565                 return (0);
 566
 567         if (!user && handle_onfault(frame))
 568                 return (0);
 569
 570         return (SIGSEGV);
 571 }
 572
 573 static __inline void
 574 setusr(u_int content)
 575 {
 576         __asm __volatile ("isync; mtsr %0,%1; isync"
 577                       :: "n"(USER_SR), "r"(content));
 578 }
 579
 580 int
 581 badaddr(void *addr, size_t size)
 582 {
 583         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 584 }
 585
 586 int
 587 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 588 {
 589         struct thread   *td;
 590         faultbuf        env;
 591         int             x;
 592
 593         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 594         __asm __volatile ("sync; isync");
 595
 596         td = PCPU_GET(curthread);
 597
 598         if (setfault(env)) {
 599                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 600                 __asm __volatile ("sync");
 601                 return 1;
 602         }
 603
 604         __asm __volatile ("sync");
 605
 606         switch (size) {
 607         case 1:
 608                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 609                 break;
 610         case 2:
 611                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 612                 break;
 613         case 4:
 614                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 615                 break;
 616         default:
 617                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 618         }
 619
 620         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 621         __asm __volatile ("sync; isync");
 622
 623         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 624         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 625
 626         /* Use the value to avoid reorder. */
 627         if (rptr)
 628                 *rptr = x;
 629
 630         return (0);
 631 }
 632
 633 /*
 634  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 635  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 636  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 637  */
 638
 639 static int
 640 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 641 {
 642         struct thread   *fputhread;
 643         int             indicator, reg;
 644         double          *fpr;
 645
 646         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 647
 648         switch (indicator) {
 649         case EXC_ALI_LFD:
 650         case EXC_ALI_STFD:
 651                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 652                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 653                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 654
 655                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 656                  * the FPRs, and that their current state is in
 657                  * the PCB.
 658                  */
 659                 if (fputhread != td) {
 660                         if (fputhread)
 661                                 save_fpu(fputhread);
 662                         enable_fpu(td);
 663                 }
 664                 save_fpu(td);
 665
 666                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 667                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 668                             sizeof(double)) != 0)
 669                                 return -1;
 670                         enable_fpu(td);
 671                 } else {
 672                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 673                             sizeof(double)) != 0)
 674                                 return -1;
 675                 }
 676                 return 0;
 677                 break;
 678         }
 679
 680         return -1;
 681 }