sys/powerpc/booke/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_fpu_emu.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 #include <sys/vmmeter.h>
  54
  55 #include <security/audit/audit.h>
  56
  57 #include <vm/vm.h>
  58 #include <vm/pmap.h>
  59 #include <vm/vm_extern.h>
  60 #include <vm/vm_param.h>
  61 #include <vm/vm_kern.h>
  62 #include <vm/vm_map.h>
  63 #include <vm/vm_page.h>
  64
  65 #include <machine/cpu.h>
  66 #include <machine/db_machdep.h>
  67 #include <machine/frame.h>
  68 #include <machine/pcb.h>
  69 #include <machine/pmap.h>
  70 #include <machine/psl.h>
  71 #include <machine/trap.h>
  72 #include <machine/spr.h>
  73
  74 #define FAULTBUF_LR     0
  75 #define FAULTBUF_R1     1
  76 #define FAULTBUF_R2     2
  77 #define FAULTBUF_CR     3
  78 #define FAULTBUF_CTR    4
  79 #define FAULTBUF_XER    5
  80 #define FAULTBUF_R13    6
  81
  82 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  83 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  84     int user);
  85 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  86 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  87 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  88 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  89
  90 struct powerpc_exception {
  91         u_int   vector;
  92         char    *name;
  93 };
  94
  95 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
  96         { EXC_CRIT,     "critical input" },
  97         { EXC_MCHK,     "machine check" },
  98         { EXC_DSI,      "data storage interrupt" },
  99         { EXC_ISI,      "instruction storage interrupt" },
 100         { EXC_EXI,      "external interrupt" },
 101         { EXC_ALI,      "alignment" },
 102         { EXC_PGM,      "program" },
 103         { EXC_SC,       "system call" },
 104         { EXC_APU,      "auxiliary proc unavailable" },
 105         { EXC_DECR,     "decrementer" },
 106         { EXC_FIT,      "fixed-interval timer" },
 107         { EXC_WDOG,     "watchdog timer" },
 108         { EXC_DTMISS,   "data tlb miss" },
 109         { EXC_ITMISS,   "instruction tlb miss" },
 110         { EXC_DEBUG,    "debug" },
 111         { EXC_PERF,     "performance monitoring" },
 112         { EXC_LAST,     NULL }
 113 };
 114
 115 static const char *
 116 trapname(u_int vector)
 117 {
 118         struct  powerpc_exception *pe;
 119
 120         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != EXC_LAST; pe++) {
 121                 if (pe->vector == vector)
 122                         return (pe->name);
 123         }
 124
 125         return ("unknown");
 126 }
 127
 128 void
 129 trap(struct trapframe *frame)
 130 {
 131         struct thread   *td;
 132         struct proc     *p;
 133         int             sig, type, user;
 134         ksiginfo_t      ksi;
 135
 136 #ifdef KDB
 137         if (kdb_active) {
 138                 kdb_reenter();
 139                 return;
 140         }
 141 #endif
 142
 143         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 144
 145         td = curthread;
 146         p = td->td_proc;
 147
 148         type = frame->exc;
 149         sig = 0;
 150         user = (frame->srr1 & PSL_PR) ? 1 : 0;
 151
 152         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", p->p_comm,
 153             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 154
 155         if (user) {
 156                 td->td_frame = frame;
 157                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 158                         cred_update_thread(td);
 159
 160                 /* User Mode Traps */
 161                 switch (type) {
 162                 case EXC_DSI:
 163                 case EXC_ISI:
 164                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 165                         break;
 166
 167                 case EXC_SC:
 168                         syscall(frame);
 169                         break;
 170
 171                 case EXC_ALI:
 172                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 173                                 sig = SIGBUS;
 174                         else
 175                                 frame->srr0 += 4;
 176                         break;
 177
 178                 case EXC_DEBUG: /* Single stepping */
 179                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 180                         frame->srr1 &= ~PSL_DE;
 181                         frame->cpu.booke.dbcr0 &= ~(DBCR0_IDM || DBCR0_IC);
 182                         sig = SIGTRAP;
 183                         break;
 184
 185                 case EXC_PGM:   /* Program exception */
 186                         sig = ppc_instr_emulate(frame, td->td_pcb);
 187                         break;
 188
 189                 default:
 190                         trap_fatal(frame);
 191                 }
 192         } else {
 193                 /* Kernel Mode Traps */
 194                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 195                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 196
 197                 switch (type) {
 198                 case EXC_DEBUG:
 199                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 200                         kdb_trap(frame->exc, 0, frame);
 201                         return;
 202
 203                 case EXC_DSI:
 204                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 205                                 return;
 206                         break;
 207
 208                 case EXC_MCHK:
 209                         if (handle_onfault(frame))
 210                                 return;
 211                         break;
 212 #ifdef KDB
 213                 case EXC_PGM:
 214                         if (frame->cpu.booke.esr & ESR_PTR)
 215                                 kdb_trap(EXC_PGM, 0, frame);
 216                         return;
 217 #endif
 218                 default:
 219                         break;
 220                 }
 221                 trap_fatal(frame);
 222         }
 223
 224         if (sig != 0) {
 225                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 226                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 227                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 228                 ksi.ksi_signo = sig;
 229                 ksi.ksi_code = type; /* XXX, not POSIX */
 230                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 231                 ksi.ksi_trapno = type;
 232                 trapsignal(td, &ksi);
 233         }
 234
 235         userret(td, frame);
 236 }
 237
 238 static void
 239 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 240 {
 241
 242         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 243 #ifdef KDB
 244         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 245             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 246                 return;
 247 #endif
 248         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 249 }
 250
 251 static void
 252 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 253 {
 254         register_t va = 0;
 255
 256         printf("\n");
 257         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 258             user ? "user" : "kernel");
 259         printf("\n");
 260         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector, trapname(vector));
 261
 262         switch (vector) {
 263         case EXC_DTMISS:
 264         case EXC_DSI:
 265                 va = frame->cpu.booke.dear;
 266                 break;
 267
 268         case EXC_ITMISS:
 269         case EXC_ISI:
 270                 va = frame->srr0;
 271                 break;
 272         }
 273
 274         printf("   virtual address = 0x%08x\n", va);
 275         printf("   srr0            = 0x%08x\n", frame->srr0);
 276         printf("   srr1            = 0x%08x\n", frame->srr1);
 277         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 278         if (curthread != NULL)
 279                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 280                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
 281         printf("\n");
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 286  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 287  */
 288 static int
 289 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 290 {
 291         struct          thread *td;
 292         faultbuf        *fb;
 293
 294         td = curthread;
 295         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 296         if (fb != NULL) {
 297                 frame->srr0 = (*fb)[FAULTBUF_LR];
 298                 frame->fixreg[1] = (*fb)[FAULTBUF_R1];
 299                 frame->fixreg[2] = (*fb)[FAULTBUF_R2];
 300                 frame->fixreg[3] = 1;
 301                 frame->cr = (*fb)[FAULTBUF_CR];
 302                 frame->ctr = (*fb)[FAULTBUF_CTR];
 303                 frame->xer = (*fb)[FAULTBUF_XER];
 304                 bcopy(&(*fb)[FAULTBUF_R13], &frame->fixreg[13],
 305                     19 * sizeof(register_t));
 306                 return (1);
 307         }
 308         return (0);
 309 }
 310
 311 int
 312 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 313 {
 314         struct proc *p;
 315         struct trapframe *frame;
 316         caddr_t params;
 317         int error, n;
 318
 319         p = td->td_proc;
 320         frame = td->td_frame;
 321
 322         sa->code = frame->fixreg[0];
 323         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 324         n = NARGREG;
 325
 326         if (sa->code == SYS_syscall) {
 327                 /*
 328                  * code is first argument,
 329                  * followed by actual args.
 330                  */
 331                 sa->code = *(u_int *) params;
 332                 params += sizeof(register_t);
 333                 n -= 1;
 334         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
 335                 /*
 336                  * Like syscall, but code is a quad,
 337                  * so as to maintain quad alignment
 338                  * for the rest of the args.
 339                  */
 340                 params += sizeof(register_t);
 341                 sa->code = *(u_int *) params;
 342                 params += sizeof(register_t);
 343                 n -= 2;
 344         }
 345
 346         if (p->p_sysent->sv_mask)
 347                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 348         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 349                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 350         else
 351                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 352         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 353
 354         bcopy(params, sa->args, n * sizeof(register_t));
 355         if (sa->narg > n) {
 356                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), sa->args + n,
 357                     (sa->narg - n) * sizeof(register_t));
 358         } else
 359                 error = 0;
 360
 361         if (error == 0) {
 362                 td->td_retval[0] = 0;
 363                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 364         }
 365         return (error);
 366 }
 367
 368 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 369
 370 void
 371 syscall(struct trapframe *frame)
 372 {
 373         struct thread *td;
 374         struct syscall_args sa;
 375         int error;
 376
 377         td = curthread;
 378         td->td_frame = frame;
 379
 380         error = syscallenter(td, &sa);
 381         syscallret(td, error, &sa);
 382 }
 383
 384 static int
 385 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 386 {
 387         vm_offset_t     eva, va;
 388         struct          thread *td;
 389         struct          proc *p;
 390         vm_map_t        map;
 391         vm_prot_t       ftype;
 392         int             rv;
 393
 394         td = curthread;
 395         p = td->td_proc;
 396
 397         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 398                 eva = frame->srr0;
 399                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 400
 401         } else {
 402                 eva = frame->cpu.booke.dear;
 403                 if (frame->cpu.booke.esr & ESR_ST)
 404                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 405                 else
 406                         ftype = VM_PROT_READ;
 407         }
 408
 409         if (user) {
 410                 KASSERT(p->p_vmspace != NULL, ("trap_pfault: vmspace  NULL"));
 411                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 412         } else {
 413                 if (eva < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 414
 415                         if (p->p_vmspace == NULL)
 416                                 return (SIGSEGV);
 417
 418                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 419
 420                 } else {
 421                         map = kernel_map;
 422                 }
 423         }
 424         va = trunc_page(eva);
 425
 426         if (map != kernel_map) {
 427                 /*
 428                  * Keep swapout from messing with us during this
 429                  *      critical time.
 430                  */
 431                 PROC_LOCK(p);
 432                 ++p->p_lock;
 433                 PROC_UNLOCK(p);
 434
 435                 /* Fault in the user page: */
 436                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 437
 438                 PROC_LOCK(p);
 439                 --p->p_lock;
 440                 PROC_UNLOCK(p);
 441         } else {
 442                 /*
 443                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 444                  * kernel.
 445                  */
 446                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 447         }
 448
 449         if (rv == KERN_SUCCESS)
 450                 return (0);
 451
 452         if (!user && handle_onfault(frame))
 453                 return (0);
 454
 455         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 456 }
 457
 458 /*
 459  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 460  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 461  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 462  */
 463
 464 static int
 465 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 466 {
 467 #if 0
 468         struct thread   *fputhread;
 469         int             indicator, reg;
 470         double          *fpr;
 471
 472         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 473
 474         switch (indicator) {
 475         case EXC_ALI_LFD:
 476         case EXC_ALI_STFD:
 477                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 478                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 479                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 480                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 481                  * the FPRs, and that their current state is in
 482                  * the PCB.
 483                  */
 484                 if (fputhread != td) {
 485                         if (fputhread)
 486                                 save_fpu(fputhread);
 487                         enable_fpu(td);
 488                 }
 489                 save_fpu(td);
 490
 491                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 492                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 493                             sizeof(double)) != 0)
 494                                 return -1;
 495                         enable_fpu(td);
 496                 } else {
 497                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 498                             sizeof(double)) != 0)
 499                                 return -1;
 500                 }
 501                 return 0;
 502                 break;
 503         }
 504
 505 #endif
 506         return (-1);
 507 }
 508
 509 #ifdef KDB
 510 int db_trap_glue(struct trapframe *);
 511 int
 512 db_trap_glue(struct trapframe *tf)
 513 {
 514         if (!(tf->srr1 & PSL_PR))
 515                 return (kdb_trap(tf->exc, 0, tf));
 516         return (0);
 517 }
 518 #endif