sys/powerpc/booke/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1995, 1996 Wolfgang Solfrank.
   3  * Copyright (C) 1995, 1996 TooLs GmbH.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  15  *    must display the following acknowledgement:
  16  *      This product includes software developed by TooLs GmbH.
  17  * 4. The name of TooLs GmbH may not be used to endorse or promote products
  18  *    derived from this software without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY TOOLS GMBH ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  21  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  22  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  23  * IN NO EVENT SHALL TOOLS GMBH BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  24  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  25  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  26  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  27  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  28  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
  29  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  * $NetBSD: trap.c,v 1.58 2002/03/04 04:07:35 dbj Exp $
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_fpu_emu.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/kdb.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/ktr.h>
  43 #include <sys/lock.h>
  44 #include <sys/mutex.h>
  45 #include <sys/pioctl.h>
  46 #include <sys/ptrace.h>
  47 #include <sys/reboot.h>
  48 #include <sys/syscall.h>
  49 #include <sys/sysent.h>
  50 #include <sys/systm.h>
  51 #include <sys/uio.h>
  52 #include <sys/signalvar.h>
  53 #include <sys/vmmeter.h>
  54
  55 #include <security/audit/audit.h>
  56
  57 #include <vm/vm.h>
  58 #include <vm/pmap.h>
  59 #include <vm/vm_extern.h>
  60 #include <vm/vm_param.h>
  61 #include <vm/vm_kern.h>
  62 #include <vm/vm_map.h>
  63 #include <vm/vm_page.h>
  64
  65 #include <machine/cpu.h>
  66 #include <machine/db_machdep.h>
  67 #include <machine/frame.h>
  68 #include <machine/pcb.h>
  69 #include <machine/pmap.h>
  70 #include <machine/psl.h>
  71 #include <machine/trap.h>
  72 #include <machine/spr.h>
  73
  74 #ifdef FPU_EMU
  75 #include <powerpc/fpu/fpu_extern.h>
  76 #endif
  77
  78 #define FAULTBUF_LR     0
  79 #define FAULTBUF_R1     1
  80 #define FAULTBUF_R2     2
  81 #define FAULTBUF_CR     3
  82 #define FAULTBUF_CTR    4
  83 #define FAULTBUF_XER    5
  84 #define FAULTBUF_R13    6
  85
  86 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  87 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  88     int user);
  89 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  90 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  91 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  92 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  93
  94 int     setfault(faultbuf);             /* defined in locore.S */
  95
  96 /* Why are these not defined in a header? */
  97 int     badaddr(void *, size_t);
  98 int     badaddr_read(void *, size_t, int *);
  99
 100 struct powerpc_exception {
 101         u_int   vector;
 102         char    *name;
 103 };
 104
 105 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
 106         { EXC_CRIT,     "critical input" },
 107         { EXC_MCHK,     "machine check" },
 108         { EXC_DSI,      "data storage interrupt" },
 109         { EXC_ISI,      "instruction storage interrupt" },
 110         { EXC_EXI,      "external interrupt" },
 111         { EXC_ALI,      "alignment" },
 112         { EXC_PGM,      "program" },
 113         { EXC_SC,       "system call" },
 114         { EXC_APU,      "auxiliary proc unavailable" },
 115         { EXC_DECR,     "decrementer" },
 116         { EXC_FIT,      "fixed-interval timer" },
 117         { EXC_WDOG,     "watchdog timer" },
 118         { EXC_DTMISS,   "data tlb miss" },
 119         { EXC_ITMISS,   "instruction tlb miss" },
 120         { EXC_DEBUG,    "debug" },
 121         { EXC_PERF,     "performance monitoring" },
 122         { EXC_LAST,     NULL }
 123 };
 124
 125 static const char *
 126 trapname(u_int vector)
 127 {
 128         struct  powerpc_exception *pe;
 129
 130         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != EXC_LAST; pe++) {
 131                 if (pe->vector == vector)
 132                         return (pe->name);
 133         }
 134
 135         return ("unknown");
 136 }
 137
 138 void
 139 trap(struct trapframe *frame)
 140 {
 141         struct thread   *td;
 142         struct proc     *p;
 143         int             sig, type, user;
 144         ksiginfo_t      ksi;
 145
 146 #ifdef KDB
 147         if (kdb_active) {
 148                 kdb_reenter();
 149                 return;
 150         }
 151 #endif
 152
 153         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 154
 155         td = curthread;
 156         p = td->td_proc;
 157
 158         type = frame->exc;
 159         sig = 0;
 160         user = (frame->srr1 & PSL_PR) ? 1 : 0;
 161
 162         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", p->p_comm,
 163             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 164
 165         if (user) {
 166                 td->td_frame = frame;
 167                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 168                         cred_update_thread(td);
 169
 170                 /* User Mode Traps */
 171                 switch (type) {
 172                 case EXC_DSI:
 173                 case EXC_ISI:
 174                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 175                         break;
 176
 177                 case EXC_SC:
 178                         syscall(frame);
 179                         break;
 180
 181                 case EXC_ALI:
 182                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 183                                 sig = SIGBUS;
 184                         else
 185                                 frame->srr0 += 4;
 186                         break;
 187
 188                 case EXC_DEBUG: /* Single stepping */
 189                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 190                         frame->srr1 &= ~PSL_DE;
 191                         frame->cpu.booke.dbcr0 &= ~(DBCR0_IDM || DBCR0_IC);
 192                         sig = SIGTRAP;
 193                         break;
 194
 195                 case EXC_PGM:   /* Program exception */
 196 #ifdef FPU_EMU
 197                         sig = fpu_emulate(frame,
 198                             (struct fpreg *)&td->td_pcb->pcb_fpu);
 199 #else
 200                         /* XXX SIGILL for non-trap instructions. */
 201                         sig = SIGTRAP;
 202 #endif
 203                         break;
 204
 205                 default:
 206                         trap_fatal(frame);
 207                 }
 208         } else {
 209                 /* Kernel Mode Traps */
 210                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 211                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 212
 213                 switch (type) {
 214                 case EXC_DEBUG:
 215                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 216                         kdb_trap(frame->exc, 0, frame);
 217                         return;
 218
 219                 case EXC_DSI:
 220                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 221                                 return;
 222                         break;
 223
 224                 case EXC_MCHK:
 225                         if (handle_onfault(frame))
 226                                 return;
 227                         break;
 228 #ifdef KDB
 229                 case EXC_PGM:
 230                         if (frame->cpu.booke.esr & ESR_PTR)
 231                                 kdb_trap(EXC_PGM, 0, frame);
 232                         return;
 233 #endif
 234                 default:
 235                         break;
 236                 }
 237                 trap_fatal(frame);
 238         }
 239
 240         if (sig != 0) {
 241                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 242                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 243                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 244                 ksi.ksi_signo = sig;
 245                 ksi.ksi_code = type; /* XXX, not POSIX */
 246                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 247                 ksi.ksi_trapno = type;
 248                 trapsignal(td, &ksi);
 249         }
 250
 251         userret(td, frame);
 252 }
 253
 254 static void
 255 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 256 {
 257
 258         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 259 #ifdef KDB
 260         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 261             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 262                 return;
 263 #endif
 264         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 265 }
 266
 267 static void
 268 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 269 {
 270         register_t va = 0;
 271
 272         printf("\n");
 273         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 274             user ? "user" : "kernel");
 275         printf("\n");
 276         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector, trapname(vector));
 277
 278         switch (vector) {
 279         case EXC_DTMISS:
 280         case EXC_DSI:
 281                 va = frame->cpu.booke.dear;
 282                 break;
 283
 284         case EXC_ITMISS:
 285         case EXC_ISI:
 286                 va = frame->srr0;
 287                 break;
 288         }
 289
 290         printf("   virtual address = 0x%08x\n", va);
 291         printf("   srr0            = 0x%08x\n", frame->srr0);
 292         printf("   srr1            = 0x%08x\n", frame->srr1);
 293         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 294         if (curthread != NULL)
 295                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 296                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
 297         printf("\n");
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 302  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 303  */
 304 static int
 305 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 306 {
 307         struct          thread *td;
 308         faultbuf        *fb;
 309
 310         td = curthread;
 311         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 312         if (fb != NULL) {
 313                 frame->srr0 = (*fb)[FAULTBUF_LR];
 314                 frame->fixreg[1] = (*fb)[FAULTBUF_R1];
 315                 frame->fixreg[2] = (*fb)[FAULTBUF_R2];
 316                 frame->fixreg[3] = 1;
 317                 frame->cr = (*fb)[FAULTBUF_CR];
 318                 frame->ctr = (*fb)[FAULTBUF_CTR];
 319                 frame->xer = (*fb)[FAULTBUF_XER];
 320                 bcopy(&(*fb)[FAULTBUF_R13], &frame->fixreg[13],
 321                     19 * sizeof(register_t));
 322                 return (1);
 323         }
 324         return (0);
 325 }
 326
 327 int
 328 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 329 {
 330         struct proc *p;
 331         struct trapframe *frame;
 332         caddr_t params;
 333         int error, n;
 334
 335         p = td->td_proc;
 336         frame = td->td_frame;
 337
 338         sa->code = frame->fixreg[0];
 339         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 340         n = NARGREG;
 341
 342         if (sa->code == SYS_syscall) {
 343                 /*
 344                  * code is first argument,
 345                  * followed by actual args.
 346                  */
 347                 sa->code = *(u_int *) params;
 348                 params += sizeof(register_t);
 349                 n -= 1;
 350         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
 351                 /*
 352                  * Like syscall, but code is a quad,
 353                  * so as to maintain quad alignment
 354                  * for the rest of the args.
 355                  */
 356                 params += sizeof(register_t);
 357                 sa->code = *(u_int *) params;
 358                 params += sizeof(register_t);
 359                 n -= 2;
 360         }
 361
 362         if (p->p_sysent->sv_mask)
 363                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 364         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 365                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 366         else
 367                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 368         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 369
 370         bcopy(params, sa->args, n * sizeof(register_t));
 371         if (sa->narg > n) {
 372                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), sa->args + n,
 373                     (sa->narg - n) * sizeof(register_t));
 374         } else
 375                 error = 0;
 376
 377         if (error == 0) {
 378                 td->td_retval[0] = 0;
 379                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 380         }
 381         return (error);
 382 }
 383
 384 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 385
 386 void
 387 syscall(struct trapframe *frame)
 388 {
 389         struct thread *td;
 390         struct syscall_args sa;
 391         int error;
 392
 393         td = curthread;
 394         td->td_frame = frame;
 395
 396         error = syscallenter(td, &sa);
 397         syscallret(td, error, &sa);
 398 }
 399
 400 static int
 401 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 402 {
 403         vm_offset_t     eva, va;
 404         struct          thread *td;
 405         struct          proc *p;
 406         vm_map_t        map;
 407         vm_prot_t       ftype;
 408         int             rv;
 409
 410         td = curthread;
 411         p = td->td_proc;
 412
 413         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 414                 eva = frame->srr0;
 415                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 416
 417         } else {
 418                 eva = frame->cpu.booke.dear;
 419                 if (frame->cpu.booke.esr & ESR_ST)
 420                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 421                 else
 422                         ftype = VM_PROT_READ;
 423         }
 424
 425         if (user) {
 426                 KASSERT(p->p_vmspace != NULL, ("trap_pfault: vmspace  NULL"));
 427                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 428         } else {
 429                 if (eva < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 430
 431                         if (p->p_vmspace == NULL)
 432                                 return (SIGSEGV);
 433
 434                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 435
 436                 } else {
 437                         map = kernel_map;
 438                 }
 439         }
 440         va = trunc_page(eva);
 441
 442         if (map != kernel_map) {
 443                 /*
 444                  * Keep swapout from messing with us during this
 445                  *      critical time.
 446                  */
 447                 PROC_LOCK(p);
 448                 ++p->p_lock;
 449                 PROC_UNLOCK(p);
 450
 451                 /* Fault in the user page: */
 452                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 453
 454                 PROC_LOCK(p);
 455                 --p->p_lock;
 456                 PROC_UNLOCK(p);
 457         } else {
 458                 /*
 459                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 460                  * kernel.
 461                  */
 462                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 463         }
 464
 465         if (rv == KERN_SUCCESS)
 466                 return (0);
 467
 468         if (!user && handle_onfault(frame))
 469                 return (0);
 470
 471         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 472 }
 473
 474 int
 475 badaddr(void *addr, size_t size)
 476 {
 477
 478         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 479 }
 480
 481 int
 482 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 483 {
 484         struct thread   *td;
 485         faultbuf        env;
 486         int             x;
 487
 488         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 489         __asm __volatile ("sync; isync");
 490
 491         td = curthread;
 492
 493         if (setfault(env)) {
 494                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 495                 __asm __volatile ("sync");
 496                 return (1);
 497         }
 498
 499         __asm __volatile ("sync");
 500
 501         switch (size) {
 502         case 1:
 503                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 504                 break;
 505         case 2:
 506                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 507                 break;
 508         case 4:
 509                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 510                 break;
 511         default:
 512                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 513         }
 514
 515         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 516         __asm __volatile ("sync; isync");
 517
 518         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 519         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 520
 521         /* Use the value to avoid reorder. */
 522         if (rptr)
 523                 *rptr = x;
 524
 525         return (0);
 526 }
 527
 528 /*
 529  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 530  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 531  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 532  */
 533
 534 static int
 535 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 536 {
 537 #if 0
 538         struct thread   *fputhread;
 539         int             indicator, reg;
 540         double          *fpr;
 541
 542         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 543
 544         switch (indicator) {
 545         case EXC_ALI_LFD:
 546         case EXC_ALI_STFD:
 547                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 548                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 549                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 550                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 551                  * the FPRs, and that their current state is in
 552                  * the PCB.
 553                  */
 554                 if (fputhread != td) {
 555                         if (fputhread)
 556                                 save_fpu(fputhread);
 557                         enable_fpu(td);
 558                 }
 559                 save_fpu(td);
 560
 561                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 562                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 563                             sizeof(double)) != 0)
 564                                 return -1;
 565                         enable_fpu(td);
 566                 } else {
 567                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 568                             sizeof(double)) != 0)
 569                                 return -1;
 570                 }
 571                 return 0;
 572                 break;
 573         }
 574
 575 #endif
 576         return (-1);
 577 }
 578
 579 #ifdef KDB
 580 int db_trap_glue(struct trapframe *);
 581 int
 582 db_trap_glue(struct trapframe *tf)
 583 {
 584         if (!(tf->srr1 & PSL_PR))
 585                 return (kdb_trap(tf->exc, 0, tf));
 586         return (0);
 587 }
 588 #endif