sys/riscv/riscv/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015-2018 Ruslan Bukin <br@bsdpad.com>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Portions of this software were developed by SRI International and the
   6  * University of Cambridge Computer Laboratory under DARPA/AFRL contract
   7  * FA8750-10-C-0237 ("CTSRD"), as part of the DARPA CRASH research programme.
   8  *
   9  * Portions of this software were developed by the University of Cambridge
  10  * Computer Laboratory as part of the CTSRD Project, with support from the
  11  * UK Higher Education Innovation Fund (HEIF).
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  */
  34
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 __FBSDID("$FreeBSD$");
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/kernel.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/pioctl.h>
  44 #include <sys/bus.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/ptrace.h>
  47 #include <sys/syscall.h>
  48 #include <sys/sysent.h>
  49 #ifdef KDB
  50 #include <sys/kdb.h>
  51 #endif
  52
  53 #include <vm/vm.h>
  54 #include <vm/pmap.h>
  55 #include <vm/vm_kern.h>
  56 #include <vm/vm_map.h>
  57 #include <vm/vm_param.h>
  58 #include <vm/vm_extern.h>
  59
  60 #ifdef FPE
  61 #include <machine/fpe.h>
  62 #endif
  63 #include <machine/frame.h>
  64 #include <machine/pcb.h>
  65 #include <machine/pcpu.h>
  66
  67 #include <machine/resource.h>
  68 #include <machine/intr.h>
  69
  70 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  71 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  72 #endif
  73
  74 int (*dtrace_invop_jump_addr)(struct trapframe *);
  75
  76 extern register_t fsu_intr_fault;
  77
  78 /* Called from exception.S */
  79 void do_trap_supervisor(struct trapframe *);
  80 void do_trap_user(struct trapframe *);
  81
  82 static __inline void
  83 call_trapsignal(struct thread *td, int sig, int code, void *addr)
  84 {
  85         ksiginfo_t ksi;
  86
  87         ksiginfo_init_trap(&ksi);
  88         ksi.ksi_signo = sig;
  89         ksi.ksi_code = code;
  90         ksi.ksi_addr = addr;
  91         trapsignal(td, &ksi);
  92 }
  93
  94 int
  95 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td)
  96 {
  97         struct proc *p;
  98         register_t *ap;
  99         struct syscall_args *sa;
 100         int nap;
 101
 102         nap = NARGREG;
 103         p = td->td_proc;
 104         sa = &td->td_sa;
 105         ap = &td->td_frame->tf_a[0];
 106
 107         sa->code = td->td_frame->tf_t[0];
 108
 109         if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
 110                 sa->code = *ap++;
 111                 nap--;
 112         }
 113
 114         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 115                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 116         else
 117                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 118
 119         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 120         memcpy(sa->args, ap, nap * sizeof(register_t));
 121         if (sa->narg > nap)
 122                 panic("TODO: Could we have more then %d args?", NARGREG);
 123
 124         td->td_retval[0] = 0;
 125         td->td_retval[1] = 0;
 126
 127         return (0);
 128 }
 129
 130 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 131
 132 static void
 133 dump_regs(struct trapframe *frame)
 134 {
 135         int n;
 136         int i;
 137
 138         n = (sizeof(frame->tf_t) / sizeof(frame->tf_t[0]));
 139         for (i = 0; i < n; i++)
 140                 printf("t[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_t[i]);
 141
 142         n = (sizeof(frame->tf_s) / sizeof(frame->tf_s[0]));
 143         for (i = 0; i < n; i++)
 144                 printf("s[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_s[i]);
 145
 146         n = (sizeof(frame->tf_a) / sizeof(frame->tf_a[0]));
 147         for (i = 0; i < n; i++)
 148                 printf("a[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_a[i]);
 149
 150         printf("sepc == 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 151         printf("sstatus == 0x%016lx\n", frame->tf_sstatus);
 152 }
 153
 154 static void
 155 svc_handler(struct trapframe *frame)
 156 {
 157         struct thread *td;
 158         int error;
 159
 160         td = curthread;
 161         td->td_frame = frame;
 162
 163         error = syscallenter(td);
 164         syscallret(td, error);
 165 }
 166
 167 static void
 168 data_abort(struct trapframe *frame, int usermode)
 169 {
 170         struct vm_map *map;
 171         uint64_t stval;
 172         struct thread *td;
 173         struct pcb *pcb;
 174         vm_prot_t ftype;
 175         vm_offset_t va;
 176         struct proc *p;
 177         int error, sig, ucode;
 178
 179 #ifdef KDB
 180         if (kdb_active) {
 181                 kdb_reenter();
 182                 return;
 183         }
 184 #endif
 185
 186         td = curthread;
 187         p = td->td_proc;
 188         pcb = td->td_pcb;
 189         stval = frame->tf_stval;
 190
 191         if (td->td_critnest != 0 || td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 192             WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 193             "Kernel page fault") != 0)
 194                 goto fatal;
 195
 196         if (usermode)
 197                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 198         else if (stval >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
 199                 map = kernel_map;
 200         else {
 201                 if (pcb->pcb_onfault == 0)
 202                         goto fatal;
 203                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 204         }
 205
 206         va = trunc_page(stval);
 207
 208         if ((frame->tf_scause == EXCP_FAULT_STORE) ||
 209             (frame->tf_scause == EXCP_STORE_PAGE_FAULT)) {
 210                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 211         } else if (frame->tf_scause == EXCP_INST_PAGE_FAULT) {
 212                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 213         } else {
 214                 ftype = VM_PROT_READ;
 215         }
 216
 217         if (pmap_fault_fixup(map->pmap, va, ftype))
 218                 goto done;
 219
 220         if (map != kernel_map) {
 221                 /*
 222                  * Keep swapout from messing with us during this
 223                  *      critical time.
 224                  */
 225                 PROC_LOCK(p);
 226                 ++p->p_lock;
 227                 PROC_UNLOCK(p);
 228
 229                 /* Fault in the user page: */
 230                 error = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 231
 232                 PROC_LOCK(p);
 233                 --p->p_lock;
 234                 PROC_UNLOCK(p);
 235         } else {
 236                 /*
 237                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 238                  * kernel.
 239                  */
 240                 error = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 241         }
 242
 243         if (error != KERN_SUCCESS) {
 244                 if (usermode) {
 245                         sig = SIGSEGV;
 246                         if (error == KERN_PROTECTION_FAILURE)
 247                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 248                         else
 249                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 250                         call_trapsignal(td, sig, ucode, (void *)stval);
 251                 } else {
 252                         if (pcb->pcb_onfault != 0) {
 253                                 frame->tf_a[0] = error;
 254                                 frame->tf_sepc = pcb->pcb_onfault;
 255                                 return;
 256                         }
 257                         goto fatal;
 258                 }
 259         }
 260
 261 done:
 262         if (usermode)
 263                 userret(td, frame);
 264         return;
 265
 266 fatal:
 267         dump_regs(frame);
 268         panic("Fatal page fault at %#lx: %#016lx", frame->tf_sepc, stval);
 269 }
 270
 271 void
 272 do_trap_supervisor(struct trapframe *frame)
 273 {
 274         uint64_t exception;
 275         uint64_t sstatus;
 276
 277         /* Ensure we came from supervisor mode, interrupts disabled */
 278         __asm __volatile("csrr %0, sstatus" : "=&r" (sstatus));
 279         KASSERT((sstatus & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == SSTATUS_SPP,
 280                         ("We must came from S mode with interrupts disabled"));
 281
 282         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 283         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 284                 /* Interrupt */
 285                 riscv_cpu_intr(frame);
 286                 return;
 287         }
 288
 289 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 290         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, exception))
 291                 return;
 292 #endif
 293
 294         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_supervisor: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 295             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 296
 297         switch(exception) {
 298         case EXCP_FAULT_LOAD:
 299         case EXCP_FAULT_STORE:
 300         case EXCP_FAULT_FETCH:
 301         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 302         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 303                 data_abort(frame, 0);
 304                 break;
 305         case EXCP_BREAKPOINT:
 306 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 307                 if (dtrace_invop_jump_addr != 0) {
 308                         dtrace_invop_jump_addr(frame);
 309                         break;
 310                 }
 311 #endif
 312 #ifdef KDB
 313                 kdb_trap(exception, 0, frame);
 314 #else
 315                 dump_regs(frame);
 316                 panic("No debugger in kernel.\n");
 317 #endif
 318                 break;
 319         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 320                 dump_regs(frame);
 321                 panic("Illegal instruction at 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 322                 break;
 323         default:
 324                 dump_regs(frame);
 325                 panic("Unknown kernel exception %x trap value %lx\n",
 326                     exception, frame->tf_stval);
 327         }
 328 }
 329
 330 void
 331 do_trap_user(struct trapframe *frame)
 332 {
 333         uint64_t exception;
 334         struct thread *td;
 335         uint64_t sstatus;
 336         struct pcb *pcb;
 337
 338         td = curthread;
 339         td->td_frame = frame;
 340         pcb = td->td_pcb;
 341
 342         /* Ensure we came from usermode, interrupts disabled */
 343         __asm __volatile("csrr %0, sstatus" : "=&r" (sstatus));
 344         KASSERT((sstatus & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == 0,
 345                         ("We must came from U mode with interrupts disabled"));
 346
 347         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 348         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 349                 /* Interrupt */
 350                 riscv_cpu_intr(frame);
 351                 return;
 352         }
 353
 354         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_user: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 355             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 356
 357         switch(exception) {
 358         case EXCP_FAULT_LOAD:
 359         case EXCP_FAULT_STORE:
 360         case EXCP_FAULT_FETCH:
 361         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 362         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 363         case EXCP_INST_PAGE_FAULT:
 364                 data_abort(frame, 1);
 365                 break;
 366         case EXCP_USER_ECALL:
 367                 frame->tf_sepc += 4;    /* Next instruction */
 368                 svc_handler(frame);
 369                 break;
 370         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 371 #ifdef FPE
 372                 if ((pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) == 0) {
 373                         /*
 374                          * May be a FPE trap. Enable FPE usage
 375                          * for this thread and try again.
 376                          */
 377                         fpe_state_clear();
 378                         frame->tf_sstatus &= ~SSTATUS_FS_MASK;
 379                         frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_CLEAN;
 380                         pcb->pcb_fpflags |= PCB_FP_STARTED;
 381                         break;
 382                 }
 383 #endif
 384                 call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_ILLTRP, (void *)frame->tf_sepc);
 385                 userret(td, frame);
 386                 break;
 387         case EXCP_BREAKPOINT:
 388                 call_trapsignal(td, SIGTRAP, TRAP_BRKPT, (void *)frame->tf_sepc);
 389                 userret(td, frame);
 390                 break;
 391         default:
 392                 dump_regs(frame);
 393                 panic("Unknown userland exception %x, trap value %lx\n",
 394                     exception, frame->tf_stval);
 395         }
 396 }