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/ktr.h>
  42 #include <sys/lock.h>
  43 #include <sys/mutex.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, int trapno)
  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         ksi.ksi_trapno = trapno;
  92         trapsignal(td, &ksi);
  93 }
  94
  95 int
  96 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td)
  97 {
  98         struct proc *p;
  99         register_t *ap;
 100         struct syscall_args *sa;
 101         int nap;
 102
 103         nap = NARGREG;
 104         p = td->td_proc;
 105         sa = &td->td_sa;
 106         ap = &td->td_frame->tf_a[0];
 107
 108         sa->code = td->td_frame->tf_t[0];
 109
 110         if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
 111                 sa->code = *ap++;
 112                 nap--;
 113         }
 114
 115         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 116                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 117         else
 118                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 119
 120         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 121         memcpy(sa->args, ap, nap * sizeof(register_t));
 122         if (sa->narg > nap)
 123                 panic("TODO: Could we have more then %d args?", NARGREG);
 124
 125         td->td_retval[0] = 0;
 126         td->td_retval[1] = 0;
 127
 128         return (0);
 129 }
 130
 131 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 132
 133 static void
 134 dump_regs(struct trapframe *frame)
 135 {
 136         int n;
 137         int i;
 138
 139         n = (sizeof(frame->tf_t) / sizeof(frame->tf_t[0]));
 140         for (i = 0; i < n; i++)
 141                 printf("t[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_t[i]);
 142
 143         n = (sizeof(frame->tf_s) / sizeof(frame->tf_s[0]));
 144         for (i = 0; i < n; i++)
 145                 printf("s[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_s[i]);
 146
 147         n = (sizeof(frame->tf_a) / sizeof(frame->tf_a[0]));
 148         for (i = 0; i < n; i++)
 149                 printf("a[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_a[i]);
 150
 151         printf("ra == 0x%016lx\n", frame->tf_ra);
 152         printf("sp == 0x%016lx\n", frame->tf_sp);
 153         printf("gp == 0x%016lx\n", frame->tf_gp);
 154         printf("tp == 0x%016lx\n", frame->tf_tp);
 155
 156         printf("sepc == 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 157         printf("sstatus == 0x%016lx\n", frame->tf_sstatus);
 158 }
 159
 160 static void
 161 svc_handler(struct trapframe *frame)
 162 {
 163         struct thread *td;
 164
 165         td = curthread;
 166         td->td_frame = frame;
 167
 168         syscallenter(td);
 169         syscallret(td);
 170 }
 171
 172 static void
 173 data_abort(struct trapframe *frame, int usermode)
 174 {
 175         struct vm_map *map;
 176         uint64_t stval;
 177         struct thread *td;
 178         struct pcb *pcb;
 179         vm_prot_t ftype;
 180         vm_offset_t va;
 181         struct proc *p;
 182         int error, sig, ucode;
 183
 184 #ifdef KDB
 185         if (kdb_active) {
 186                 kdb_reenter();
 187                 return;
 188         }
 189 #endif
 190
 191         td = curthread;
 192         p = td->td_proc;
 193         pcb = td->td_pcb;
 194         stval = frame->tf_stval;
 195
 196         if (td->td_critnest != 0 || td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 197             WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 198             "Kernel page fault") != 0)
 199                 goto fatal;
 200
 201         if (usermode) {
 202                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 203         } else {
 204                 /*
 205                  * Enable interrupts for the duration of the page fault. For
 206                  * user faults this was done already in do_trap_user().
 207                  */
 208                 intr_enable();
 209
 210                 if (stval >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
 211                         map = kernel_map;
 212                 } else {
 213                         if (pcb->pcb_onfault == 0)
 214                                 goto fatal;
 215                         map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 216                 }
 217         }
 218
 219         va = trunc_page(stval);
 220
 221         if ((frame->tf_scause == EXCP_FAULT_STORE) ||
 222             (frame->tf_scause == EXCP_STORE_PAGE_FAULT)) {
 223                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 224         } else if (frame->tf_scause == EXCP_INST_PAGE_FAULT) {
 225                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 226         } else {
 227                 ftype = VM_PROT_READ;
 228         }
 229
 230         if (pmap_fault_fixup(map->pmap, va, ftype))
 231                 goto done;
 232
 233         error = vm_fault_trap(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL, &sig, &ucode);
 234         if (error != KERN_SUCCESS) {
 235                 if (usermode) {
 236                         call_trapsignal(td, sig, ucode, (void *)stval,
 237                             frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 238                 } else {
 239                         if (pcb->pcb_onfault != 0) {
 240                                 frame->tf_a[0] = error;
 241                                 frame->tf_sepc = pcb->pcb_onfault;
 242                                 return;
 243                         }
 244                         goto fatal;
 245                 }
 246         }
 247
 248 done:
 249         if (usermode)
 250                 userret(td, frame);
 251         return;
 252
 253 fatal:
 254         dump_regs(frame);
 255         panic("Fatal page fault at %#lx: %#016lx", frame->tf_sepc, stval);
 256 }
 257
 258 void
 259 do_trap_supervisor(struct trapframe *frame)
 260 {
 261         uint64_t exception;
 262
 263         /* Ensure we came from supervisor mode, interrupts disabled */
 264         KASSERT((csr_read(sstatus) & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) ==
 265             SSTATUS_SPP, ("Came from S mode with interrupts enabled"));
 266
 267         exception = frame->tf_scause & EXCP_MASK;
 268         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 269                 /* Interrupt */
 270                 riscv_cpu_intr(frame);
 271                 return;
 272         }
 273
 274 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 275         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, exception))
 276                 return;
 277 #endif
 278
 279         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_supervisor: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 280             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 281
 282         switch (exception) {
 283         case EXCP_FAULT_LOAD:
 284         case EXCP_FAULT_STORE:
 285         case EXCP_FAULT_FETCH:
 286         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 287         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 288                 data_abort(frame, 0);
 289                 break;
 290         case EXCP_BREAKPOINT:
 291 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 292                 if (dtrace_invop_jump_addr != NULL &&
 293                     dtrace_invop_jump_addr(frame) == 0)
 294                                 break;
 295 #endif
 296 #ifdef KDB
 297                 kdb_trap(exception, 0, frame);
 298 #else
 299                 dump_regs(frame);
 300                 panic("No debugger in kernel.\n");
 301 #endif
 302                 break;
 303         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 304                 dump_regs(frame);
 305                 panic("Illegal instruction at 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 306                 break;
 307         default:
 308                 dump_regs(frame);
 309                 panic("Unknown kernel exception %x trap value %lx\n",
 310                     exception, frame->tf_stval);
 311         }
 312 }
 313
 314 void
 315 do_trap_user(struct trapframe *frame)
 316 {
 317         uint64_t exception;
 318         struct thread *td;
 319         struct pcb *pcb;
 320
 321         td = curthread;
 322         td->td_frame = frame;
 323         pcb = td->td_pcb;
 324
 325         /* Ensure we came from usermode, interrupts disabled */
 326         KASSERT((csr_read(sstatus) & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == 0,
 327             ("Came from U mode with interrupts enabled"));
 328
 329         exception = frame->tf_scause & EXCP_MASK;
 330         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 331                 /* Interrupt */
 332                 riscv_cpu_intr(frame);
 333                 return;
 334         }
 335         intr_enable();
 336
 337         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_user: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 338             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 339
 340         switch (exception) {
 341         case EXCP_FAULT_LOAD:
 342         case EXCP_FAULT_STORE:
 343         case EXCP_FAULT_FETCH:
 344         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 345         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 346         case EXCP_INST_PAGE_FAULT:
 347                 data_abort(frame, 1);
 348                 break;
 349         case EXCP_USER_ECALL:
 350                 frame->tf_sepc += 4;    /* Next instruction */
 351                 svc_handler(frame);
 352                 break;
 353         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 354 #ifdef FPE
 355                 if ((pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) == 0) {
 356                         /*
 357                          * May be a FPE trap. Enable FPE usage
 358                          * for this thread and try again.
 359                          */
 360                         fpe_state_clear();
 361                         frame->tf_sstatus &= ~SSTATUS_FS_MASK;
 362                         frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_CLEAN;
 363                         pcb->pcb_fpflags |= PCB_FP_STARTED;
 364                         break;
 365                 }
 366 #endif
 367                 call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_ILLTRP, (void *)frame->tf_sepc,
 368                     exception);
 369                 userret(td, frame);
 370                 break;
 371         case EXCP_BREAKPOINT:
 372                 call_trapsignal(td, SIGTRAP, TRAP_BRKPT, (void *)frame->tf_sepc,
 373                     exception);
 374                 userret(td, frame);
 375                 break;
 376         default:
 377                 dump_regs(frame);
 378                 panic("Unknown userland exception %x, trap value %lx\n",
 379                     exception, frame->tf_stval);
 380         }
 381 }