sys/riscv/riscv/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015-2017 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)
  93 {
  94         struct proc *p;
  95         register_t *ap;
  96         struct syscall_args *sa;
  97         int nap;
  98
  99         nap = NARGREG;
 100         p = td->td_proc;
 101         sa = &td->td_sa;
 102         ap = &td->td_frame->tf_a[0];
 103
 104         sa->code = td->td_frame->tf_t[0];
 105
 106         if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
 107                 sa->code = *ap++;
 108                 nap--;
 109         }
 110
 111         if (p->p_sysent->sv_mask)
 112                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 113         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 114                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 115         else
 116                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 117
 118         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 119         memcpy(sa->args, ap, nap * sizeof(register_t));
 120         if (sa->narg > nap)
 121                 panic("TODO: Could we have more then %d args?", NARGREG);
 122
 123         td->td_retval[0] = 0;
 124         td->td_retval[1] = 0;
 125
 126         return (0);
 127 }
 128
 129 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 130
 131 static void
 132 dump_regs(struct trapframe *frame)
 133 {
 134         int n;
 135         int i;
 136
 137         n = (sizeof(frame->tf_t) / sizeof(frame->tf_t[0]));
 138         for (i = 0; i < n; i++)
 139                 printf("t[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_t[i]);
 140
 141         n = (sizeof(frame->tf_s) / sizeof(frame->tf_s[0]));
 142         for (i = 0; i < n; i++)
 143                 printf("s[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_s[i]);
 144
 145         n = (sizeof(frame->tf_a) / sizeof(frame->tf_a[0]));
 146         for (i = 0; i < n; i++)
 147                 printf("a[%d] == 0x%016lx\n", i, frame->tf_a[i]);
 148
 149         printf("sepc == 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 150         printf("sstatus == 0x%016lx\n", frame->tf_sstatus);
 151 }
 152
 153 static void
 154 svc_handler(struct trapframe *frame)
 155 {
 156         struct thread *td;
 157         int error;
 158
 159         td = curthread;
 160         td->td_frame = frame;
 161
 162         error = syscallenter(td);
 163         syscallret(td, error);
 164 }
 165
 166 static void
 167 data_abort(struct trapframe *frame, int lower)
 168 {
 169         struct vm_map *map;
 170         uint64_t sbadaddr;
 171         struct thread *td;
 172         struct pcb *pcb;
 173         vm_prot_t ftype;
 174         vm_offset_t va;
 175         struct proc *p;
 176         int ucode;
 177         int error;
 178         int sig;
 179
 180 #ifdef KDB
 181         if (kdb_active) {
 182                 kdb_reenter();
 183                 return;
 184         }
 185 #endif
 186
 187         td = curthread;
 188         pcb = td->td_pcb;
 189
 190         /*
 191          * Special case for fuswintr and suswintr. These can't sleep so
 192          * handle them early on in the trap handler.
 193          */
 194         if (__predict_false(pcb->pcb_onfault == (vm_offset_t)&fsu_intr_fault)) {
 195                 frame->tf_sepc = pcb->pcb_onfault;
 196                 return;
 197         }
 198
 199         sbadaddr = frame->tf_sbadaddr;
 200
 201         p = td->td_proc;
 202
 203         if (lower)
 204                 map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 205         else {
 206                 /* The top bit tells us which range to use */
 207                 if ((sbadaddr >> 63) == 1)
 208                         map = kernel_map;
 209                 else
 210                         map = &td->td_proc->p_vmspace->vm_map;
 211         }
 212
 213         va = trunc_page(sbadaddr);
 214
 215         if ((frame->tf_scause == EXCP_FAULT_STORE) ||
 216             (frame->tf_scause == EXCP_STORE_PAGE_FAULT)) {
 217                 ftype = (VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
 218         } else {
 219                 ftype = (VM_PROT_READ);
 220         }
 221
 222         if (map != kernel_map) {
 223                 /*
 224                  * Keep swapout from messing with us during this
 225                  *      critical time.
 226                  */
 227                 PROC_LOCK(p);
 228                 ++p->p_lock;
 229                 PROC_UNLOCK(p);
 230
 231                 /* Fault in the user page: */
 232                 error = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 233
 234                 PROC_LOCK(p);
 235                 --p->p_lock;
 236                 PROC_UNLOCK(p);
 237         } else {
 238                 /*
 239                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 240                  * kernel.
 241                  */
 242                 error = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 243         }
 244
 245         if (error != KERN_SUCCESS) {
 246                 if (lower) {
 247                         sig = SIGSEGV;
 248                         if (error == KERN_PROTECTION_FAILURE)
 249                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 250                         else
 251                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 252                         call_trapsignal(td, sig, ucode, (void *)sbadaddr);
 253                 } else {
 254                         if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 255                             pcb->pcb_onfault != 0) {
 256                                 frame->tf_a[0] = error;
 257                                 frame->tf_sepc = pcb->pcb_onfault;
 258                                 return;
 259                         }
 260                         dump_regs(frame);
 261                         panic("vm_fault failed: %lx, va 0x%016lx",
 262                                 frame->tf_sepc, sbadaddr);
 263                 }
 264         }
 265
 266         if (lower)
 267                 userret(td, frame);
 268 }
 269
 270 void
 271 do_trap_supervisor(struct trapframe *frame)
 272 {
 273         uint64_t exception;
 274         uint64_t sstatus;
 275
 276         /* Ensure we came from supervisor mode, interrupts disabled */
 277         __asm __volatile("csrr %0, sstatus" : "=&r" (sstatus));
 278         KASSERT((sstatus & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == SSTATUS_SPP,
 279                         ("We must came from S mode with interrupts disabled"));
 280
 281         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 282         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 283                 /* Interrupt */
 284                 riscv_cpu_intr(frame);
 285                 return;
 286         }
 287
 288 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 289         if (dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, exception))
 290                 return;
 291 #endif
 292
 293         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_supervisor: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 294             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 295
 296         switch(exception) {
 297         case EXCP_FAULT_LOAD:
 298         case EXCP_FAULT_STORE:
 299         case EXCP_FAULT_FETCH:
 300         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 301         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 302                 data_abort(frame, 0);
 303                 break;
 304         case EXCP_BREAKPOINT:
 305 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 306                 if (dtrace_invop_jump_addr != 0) {
 307                         dtrace_invop_jump_addr(frame);
 308                         break;
 309                 }
 310 #endif
 311 #ifdef KDB
 312                 kdb_trap(exception, 0, frame);
 313 #else
 314                 dump_regs(frame);
 315                 panic("No debugger in kernel.\n");
 316 #endif
 317                 break;
 318         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 319                 dump_regs(frame);
 320                 panic("Illegal instruction at 0x%016lx\n", frame->tf_sepc);
 321                 break;
 322         default:
 323                 dump_regs(frame);
 324                 panic("Unknown kernel exception %x badaddr %lx\n",
 325                         exception, frame->tf_sbadaddr);
 326         }
 327 }
 328
 329 void
 330 do_trap_user(struct trapframe *frame)
 331 {
 332         uint64_t exception;
 333         struct thread *td;
 334         uint64_t sstatus;
 335         struct pcb *pcb;
 336
 337         td = curthread;
 338         td->td_frame = frame;
 339         pcb = td->td_pcb;
 340
 341         /* Ensure we came from usermode, interrupts disabled */
 342         __asm __volatile("csrr %0, sstatus" : "=&r" (sstatus));
 343         KASSERT((sstatus & (SSTATUS_SPP | SSTATUS_SIE)) == 0,
 344                         ("We must came from U mode with interrupts disabled"));
 345
 346         exception = (frame->tf_scause & EXCP_MASK);
 347         if (frame->tf_scause & EXCP_INTR) {
 348                 /* Interrupt */
 349                 riscv_cpu_intr(frame);
 350                 return;
 351         }
 352
 353         CTR3(KTR_TRAP, "do_trap_user: curthread: %p, sepc: %lx, frame: %p",
 354             curthread, frame->tf_sepc, frame);
 355
 356         switch(exception) {
 357         case EXCP_FAULT_LOAD:
 358         case EXCP_FAULT_STORE:
 359         case EXCP_FAULT_FETCH:
 360         case EXCP_STORE_PAGE_FAULT:
 361         case EXCP_LOAD_PAGE_FAULT:
 362         case EXCP_INST_PAGE_FAULT:
 363                 data_abort(frame, 1);
 364                 break;
 365         case EXCP_USER_ECALL:
 366                 frame->tf_sepc += 4;    /* Next instruction */
 367                 svc_handler(frame);
 368                 break;
 369         case EXCP_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 370 #ifdef FPE
 371                 if ((pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) == 0) {
 372                         /*
 373                          * May be a FPE trap. Enable FPE usage
 374                          * for this thread and try again.
 375                          */
 376                         frame->tf_sstatus |= SSTATUS_FS_INITIAL;
 377                         pcb->pcb_fpflags |= PCB_FP_STARTED;
 378                         break;
 379                 }
 380 #endif
 381                 call_trapsignal(td, SIGILL, ILL_ILLTRP, (void *)frame->tf_sepc);
 382                 userret(td, frame);
 383                 break;
 384         case EXCP_BREAKPOINT:
 385                 call_trapsignal(td, SIGTRAP, TRAP_BRKPT, (void *)frame->tf_sepc);
 386                 userret(td, frame);
 387                 break;
 388         default:
 389                 dump_regs(frame);
 390                 panic("Unknown userland exception %x, badaddr %lx\n",
 391                         exception, frame->tf_sbadaddr);
 392         }
 393 }