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)
  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("ra == 0x%016lx\n", frame->tf_ra);
 151         printf("sp == 0x%016lx\n", frame->tf_sp);
 152         printf("gp == 0x%016lx\n", frame->tf_gp);
 153         printf("tp == 0x%016lx\n", frame->tf_tp);
 154
 155         printf("sepc == 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 156         printf("sstatus == 0x%016lx\n", frame->tf_sstatus);
 157 }
 158
 159 static void
 160 svc_handler(struct trapframe *frame)
 161 {
 162         struct thread *td;
 163
 164         td = curthread;
 165         td->td_frame = frame;
 166
 167         syscallenter(td);
 168         syscallret(td);
 169 }
 170
 171 static void
 172 data_abort(struct trapframe *frame, int usermode)
 173 {
 174         struct vm_map *map;
 175         uint64_t stval;
 176         struct thread *td;
 177         struct pcb *pcb;
 178         vm_prot_t ftype;
 179         vm_offset_t va;
 180         struct proc *p;
 181         int error, sig, ucode;
 182
 183 #ifdef KDB
 184         if (kdb_active) {
 185                 kdb_reenter();
 186                 return;
 187         }
 188 #endif
 189
 190         td = curthread;
 191         p = td->td_proc;
 192         pcb = td->td_pcb;
 193         stval = frame->tf_stval;
 194
 195         if (td->td_critnest != 0 || td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 196             WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 197             "Kernel page fault") != 0)
 198                 goto fatal;
 199
 200         if (usermode)
 201                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 202         else if (stval >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
 203                 map = kernel_map;
 204         else {
 205                 if (pcb->pcb_onfault == 0)
 206                         goto fatal;
 207                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 208         }
 209
 210         va = trunc_page(stval);
 211
 212         if ((frame->tf_scause == EXCP_FAULT_STORE) ||
 213             (frame->tf_scause == EXCP_STORE_PAGE_FAULT)) {
 214                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 215         } else if (frame->tf_scause == EXCP_INST_PAGE_FAULT) {
 216                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 217         } else {
 218                 ftype = VM_PROT_READ;
 219         }
 220
 221         if (pmap_fault_fixup(map->pmap, va, ftype))
 222                 goto done;
 223
 224         error = vm_fault_trap(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL, &sig, &ucode);
 225         if (error != KERN_SUCCESS) {
 226                 if (usermode) {
 227                         call_trapsignal(td, sig, ucode, (void *)stval);
 228                 } else {
 229                         if (pcb->pcb_onfault != 0) {
 230                                 frame->tf_a[0] = error;
 231                                 frame->tf_sepc = pcb->pcb_onfault;
 232                                 return;
 233                         }
 234                         goto fatal;
 235                 }
 236         }
 237
 238 done:
 239         if (usermode)
 240                 userret(td, frame);
 241         return;
 242
 243 fatal:
 244         dump_regs(frame);
 245         panic("Fatal page fault at %#lx: %#016lx", frame->tf_sepc, stval);
 246 }
 247
 248 void
 249 do_trap_supervisor(struct trapframe *frame)
 250 {
 251         uint64_t exception;
 252
 253         /* Ensure we came from supervisor mode, interrupts disabled */
 254         KASSERT((csr_read(sstatus) & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) ==
 255             SSTATUS_SPP, ("Came from S mode with interrupts enabled"));
 256
 257         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 258         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 259                 /* Interrupt */
 260                 riscv_cpu_intr(frame);
 261                 return;
 262         }
 263
 264 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 265         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, exception))
 266                 return;
 267 #endif
 268
 269         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_supervisor: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 270             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 271
 272         switch(exception) {
 273         case EXCP_FAULT_LOAD:
 274         case EXCP_FAULT_STORE:
 275         case EXCP_FAULT_FETCH:
 276         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 277         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 278                 data_abort(frame, 0);
 279                 break;
 280         case EXCP_BREAKPOINT:
 281 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 282                 if (dtrace_invop_jump_addr != NULL &&
 283                     dtrace_invop_jump_addr(frame) == 0)
 284                                 break;
 285 #endif
 286 #ifdef KDB
 287                 kdb_trap(exception, 0, frame);
 288 #else
 289                 dump_regs(frame);
 290                 panic("No debugger in kernel.\n");
 291 #endif
 292                 break;
 293         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 294                 dump_regs(frame);
 295                 panic("Illegal instruction at 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 296                 break;
 297         default:
 298                 dump_regs(frame);
 299                 panic("Unknown kernel exception %x trap value %lx\n",
 300                     exception, frame->tf_stval);
 301         }
 302 }
 303
 304 void
 305 do_trap_user(struct trapframe *frame)
 306 {
 307         uint64_t exception;
 308         struct thread *td;
 309         struct pcb *pcb;
 310
 311         td = curthread;
 312         td->td_frame = frame;
 313         pcb = td->td_pcb;
 314
 315         /* Ensure we came from usermode, interrupts disabled */
 316         KASSERT((csr_read(sstatus) & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == 0,
 317             ("Came from U mode with interrupts enabled"));
 318
 319         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 320         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 321                 /* Interrupt */
 322                 riscv_cpu_intr(frame);
 323                 return;
 324         }
 325
 326         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_user: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 327             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 328
 329         switch(exception) {
 330         case EXCP_FAULT_LOAD:
 331         case EXCP_FAULT_STORE:
 332         case EXCP_FAULT_FETCH:
 333         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 334         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 335         case EXCP_INST_PAGE_FAULT:
 336                 data_abort(frame, 1);
 337                 break;
 338         case EXCP_USER_ECALL:
 339                 frame->tf_sepc += 4;    /* Next instruction */
 340                 svc_handler(frame);
 341                 break;
 342         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 343 #ifdef FPE
 344                 if ((pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) == 0) {
 345                         /*
 346                          * May be a FPE trap. Enable FPE usage
 347                          * for this thread and try again.
 348                          */
 349                         fpe_state_clear();
 350                         frame->tf_sstatus &= ~SSTATUS_FS_MASK;
 351                         frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_CLEAN;
 352                         pcb->pcb_fpflags |= PCB_FP_STARTED;
 353                         break;
 354                 }
 355 #endif
 356                 call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_ILLTRP, (void *)frame->tf_sepc);
 357                 userret(td, frame);
 358                 break;
 359         case EXCP_BREAKPOINT:
 360                 call_trapsignal(td, SIGTRAP, TRAP_BRKPT, (void *)frame->tf_sepc);
 361                 userret(td, frame);
 362                 break;
 363         default:
 364                 dump_regs(frame);
 365                 panic("Unknown userland exception %x, trap value %lx\n",
 366                     exception, frame->tf_stval);
 367         }
 368 }