sys/riscv/riscv/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015-2016 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 #include <machine/frame.h>
  61 #include <machine/pcb.h>
  62 #include <machine/pcpu.h>
  63
  64 #include <machine/resource.h>
  65 #include <machine/intr.h>
  66
  67 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  68 #include <sys/dtrace_bsd.h>
  69 #endif
  70
  71 int (*dtrace_invop_jump_addr)(struct trapframe *);
  72
  73 extern register_t fsu_intr_fault;
  74
  75 /* Called from exception.S */
  76 void do_trap_supervisor(struct trapframe *);
  77 void do_trap_user(struct trapframe *);
  78
  79 static __inline void
  80 call_trapsignal(struct thread *td, int sig, int code, void *addr)
  81 {
  82         ksiginfo_t ksi;
  83
  84         ksiginfo_init_trap(&ksi);
  85         ksi.ksi_signo = sig;
  86         ksi.ksi_code = code;
  87         ksi.ksi_addr = addr;
  88         trapsignal(td, &ksi);
  89 }
  90
  91 int
  92 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
  93 {
  94         struct proc *p;
  95         register_t *ap;
  96         int nap;
  97
  98         nap = NARGREG;
  99         p = td->td_proc;
 100         ap = &td->td_frame->tf_a[0];
 101
 102         sa->code = td->td_frame->tf_t[0];
 103
 104         if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
 105                 sa->code = *ap++;
 106                 nap--;
 107         }
 108
 109         if (p->p_sysent->sv_mask)
 110                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 111         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 112                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 113         else
 114                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 115
 116         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 117         memcpy(sa->args, ap, nap * sizeof(register_t));
 118         if (sa->narg > nap)
 119                 panic("TODO: Could we have more then %d args?", NARGREG);
 120
 121         td->td_retval[0] = 0;
 122         td->td_retval[1] = 0;
 123
 124         return (0);
 125 }
 126
 127 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 128
 129 static void
 130 dump_regs(struct trapframe *frame)
 131 {
 132         int n;
 133         int i;
 134
 135         n = (sizeof(frame->tf_t) / sizeof(frame->tf_t[0]));
 136         for (i = 0; i < n; i++)
 137                 printf("t[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_t[i]);
 138
 139         n = (sizeof(frame->tf_s) / sizeof(frame->tf_s[0]));
 140         for (i = 0; i < n; i++)
 141                 printf("s[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_s[i]);
 142
 143         n = (sizeof(frame->tf_a) / sizeof(frame->tf_a[0]));
 144         for (i = 0; i < n; i++)
 145                 printf("a[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_a[i]);
 146
 147         printf("sepc == 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 148         printf("sstatus == 0x%016lx\n", frame->tf_sstatus);
 149 }
 150
 151 static void
 152 svc_handler(struct trapframe *frame)
 153 {
 154         struct syscall_args sa;
 155         struct thread *td;
 156         int error;
 157
 158         td = curthread;
 159         td->td_frame = frame;
 160
 161         error = syscallenter(td, &sa);
 162         syscallret(td, error, &sa);
 163 }
 164
 165 static void
 166 data_abort(struct trapframe *frame, int lower)
 167 {
 168         struct vm_map *map;
 169         uint64_t sbadaddr;
 170         struct thread *td;
 171         struct pcb *pcb;
 172         vm_prot_t ftype;
 173         vm_offset_t va;
 174         struct proc *p;
 175         int ucode;
 176         int error;
 177         int sig;
 178
 179 #ifdef KDB
 180         if (kdb_active) {
 181                 kdb_reenter();
 182                 return;
 183         }
 184 #endif
 185
 186         td = curthread;
 187         pcb = td->td_pcb;
 188
 189         /*
 190          * Special case for fuswintr and suswintr. These can't sleep so
 191          * handle them early on in the trap handler.
 192          */
 193         if (__predict_false(pcb->pcb_onfault == (vm_offset_t)&fsu_intr_fault)) {
 194                 frame->tf_sepc = pcb->pcb_onfault;
 195                 return;
 196         }
 197
 198         sbadaddr = frame->tf_sbadaddr;
 199
 200         p = td->td_proc;
 201
 202         if (lower)
 203                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 204         else {
 205                 /* The top bit tells us which range to use */
 206                 if ((sbadaddr >> 63) == 1)
 207                         map = kernel_map;
 208                 else
 209                         map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 210         }
 211
 212         va = trunc_page(sbadaddr);
 213
 214         if (frame->tf_scause == EXCP_FAULT_STORE) {
 215                 ftype = (VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
 216         } else {
 217                 ftype = (VM_PROT_READ);
 218         }
 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 (lower) {
 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 *)sbadaddr);
 251                 } else {
 252                         if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 253                             pcb->pcb_onfault != 0) {
 254                                 frame->tf_a[0] = error;
 255                                 frame->tf_sepc = pcb->pcb_onfault;
 256                                 return;
 257                         }
 258                         dump_regs(frame);
 259                         panic("vm_fault failed: %lx, va 0x%016lx",
 260                                 frame->tf_sepc, sbadaddr);
 261                 }
 262         }
 263
 264         if (lower)
 265                 userret(td, frame);
 266 }
 267
 268 void
 269 do_trap_supervisor(struct trapframe *frame)
 270 {
 271         uint64_t exception;
 272         uint64_t sstatus;
 273
 274         /* Ensure we came from supervisor mode, interrupts disabled */
 275         __asm __volatile("csrr %0, sstatus" : "=&r" (sstatus));
 276         KASSERT((sstatus & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == SSTATUS_SPP,
 277                         ("We must came from S mode with interrupts disabled"));
 278
 279         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 280         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 281                 /* Interrupt */
 282                 riscv_cpu_intr(frame);
 283                 return;
 284         }
 285
 286 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 287         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, exception))
 288                 return;
 289 #endif
 290
 291         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_supervisor: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 292             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 293
 294         switch(exception) {
 295         case EXCP_FAULT_LOAD:
 296         case EXCP_FAULT_STORE:
 297         case EXCP_FAULT_FETCH:
 298                 data_abort(frame, 0);
 299                 break;
 300         case EXCP_BREAKPOINT:
 301 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 302                 if (dtrace_invop_jump_addr != 0) {
 303                         dtrace_invop_jump_addr(frame);
 304                         break;
 305                 }
 306 #endif
 307 #ifdef KDB
 308                 kdb_trap(exception, 0, frame);
 309 #else
 310                 dump_regs(frame);
 311                 panic("No debugger in kernel.\n");
 312 #endif
 313                 break;
 314         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 315                 dump_regs(frame);
 316                 panic("Illegal instruction at 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 317                 break;
 318         default:
 319                 dump_regs(frame);
 320                 panic("Unknown kernel exception %x badaddr %lx\n",
 321                         exception, frame->tf_sbadaddr);
 322         }
 323 }
 324
 325 void
 326 do_trap_user(struct trapframe *frame)
 327 {
 328         uint64_t exception;
 329         struct thread *td;
 330         uint64_t sstatus;
 331         struct pcb *pcb;
 332
 333         td = curthread;
 334         td->td_frame = frame;
 335         pcb = td->td_pcb;
 336
 337         /* Ensure we came from usermode, interrupts disabled */
 338         __asm __volatile("csrr %0, sstatus" : "=&r" (sstatus));
 339         KASSERT((sstatus & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == 0,
 340                         ("We must came from U mode with interrupts disabled"));
 341
 342         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 343         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 344                 /* Interrupt */
 345                 riscv_cpu_intr(frame);
 346                 return;
 347         }
 348
 349         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_user: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 350             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 351
 352         switch(exception) {
 353         case EXCP_FAULT_LOAD:
 354         case EXCP_FAULT_STORE:
 355         case EXCP_FAULT_FETCH:
 356                 data_abort(frame, 1);
 357                 break;
 358         case EXCP_USER_ECALL:
 359                 frame->tf_sepc += 4;    /* Next instruction */
 360                 svc_handler(frame);
 361                 break;
 362         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 363 #ifdef FPE
 364                 if ((pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) == 0) {
 365                         /*
 366                          * May be a FPE trap. Enable FPE usage
 367                          * for this thread and try again.
 368                          */
 369                         frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_INITIAL;
 370                         pcb->pcb_fpflags |= PCB_FP_STARTED;
 371                         break;
 372                 }
 373 #endif
 374                 call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_ILLTRP, (void *)frame->tf_sepc);
 375                 userret(td, frame);
 376                 break;
 377         case EXCP_BREAKPOINT:
 378                 call_trapsignal(td, SIGTRAP, TRAP_BRKPT, (void *)frame->tf_sepc);
 379                 userret(td, frame);
 380                 break;
 381         default:
 382                 dump_regs(frame);
 383                 panic("Unknown userland exception %x badaddr %lx\n",
 384                         exception, frame->tf_sbadaddr);
 385         }
 386 }