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