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/kernel.h>
  52 #include <sys/uio.h>
  53 #include <sys/signalvar.h>
  54 #include <sys/vmmeter.h>
  55
  56 #include <security/audit/audit.h>
  57
  58 #include <vm/vm.h>
  59 #include <vm/pmap.h>
  60 #include <vm/vm_extern.h>
  61 #include <vm/vm_param.h>
  62 #include <vm/vm_kern.h>
  63 #include <vm/vm_map.h>
  64 #include <vm/vm_page.h>
  65
  66 #include <machine/cpu.h>
  67 #include <machine/db_machdep.h>
  68 #include <machine/frame.h>
  69 #include <machine/pcb.h>
  70 #include <machine/pmap.h>
  71 #include <machine/psl.h>
  72 #include <machine/trap.h>
  73 #include <machine/spr.h>
  74
  75 #define FAULTBUF_LR     0
  76 #define FAULTBUF_R1     1
  77 #define FAULTBUF_R2     2
  78 #define FAULTBUF_CR     3
  79 #define FAULTBUF_CTR    4
  80 #define FAULTBUF_XER    5
  81 #define FAULTBUF_R13    6
  82
  83 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  84 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  85     int user);
  86 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  87 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  88 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  89 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  90
  91 struct powerpc_exception {
  92         u_int   vector;
  93         char    *name;
  94 };
  95
  96 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
  97         { EXC_CRIT,     "critical input" },
  98         { EXC_MCHK,     "machine check" },
  99         { EXC_DSI,      "data storage interrupt" },
 100         { EXC_ISI,      "instruction storage interrupt" },
 101         { EXC_EXI,      "external interrupt" },
 102         { EXC_ALI,      "alignment" },
 103         { EXC_PGM,      "program" },
 104         { EXC_SC,       "system call" },
 105         { EXC_APU,      "auxiliary proc unavailable" },
 106         { EXC_DECR,     "decrementer" },
 107         { EXC_FIT,      "fixed-interval timer" },
 108         { EXC_WDOG,     "watchdog timer" },
 109         { EXC_DTMISS,   "data tlb miss" },
 110         { EXC_ITMISS,   "instruction tlb miss" },
 111         { EXC_DEBUG,    "debug" },
 112         { EXC_PERF,     "performance monitoring" },
 113         { EXC_LAST,     NULL }
 114 };
 115
 116 static const char *
 117 trapname(u_int vector)
 118 {
 119         struct  powerpc_exception *pe;
 120
 121         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != EXC_LAST; pe++) {
 122                 if (pe->vector == vector)
 123                         return (pe->name);
 124         }
 125
 126         return ("unknown");
 127 }
 128
 129 void
 130 trap(struct trapframe *frame)
 131 {
 132         struct thread   *td;
 133         struct proc     *p;
 134         int             sig, type, user;
 135         ksiginfo_t      ksi;
 136
 137 #ifdef KDB
 138         if (kdb_active) {
 139                 kdb_reenter();
 140                 return;
 141         }
 142 #endif
 143
 144         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 145
 146         td = curthread;
 147         p = td->td_proc;
 148
 149         type = frame->exc;
 150         sig = 0;
 151         user = (frame->srr1 & PSL_PR) ? 1 : 0;
 152
 153         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", p->p_comm,
 154             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 155
 156         if (user) {
 157                 td->td_frame = frame;
 158                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 159                         cred_update_thread(td);
 160
 161                 /* User Mode Traps */
 162                 switch (type) {
 163                 case EXC_DSI:
 164                 case EXC_ISI:
 165                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 166                         break;
 167
 168                 case EXC_SC:
 169                         syscall(frame);
 170                         break;
 171
 172                 case EXC_ALI:
 173                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 174                                 sig = SIGBUS;
 175                         else
 176                                 frame->srr0 += 4;
 177                         break;
 178
 179                 case EXC_DEBUG: /* Single stepping */
 180                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 181                         frame->srr1 &= ~PSL_DE;
 182                         frame->cpu.booke.dbcr0 &= ~(DBCR0_IDM || DBCR0_IC);
 183                         sig = SIGTRAP;
 184                         break;
 185
 186                 case EXC_PGM:   /* Program exception */
 187                         sig = ppc_instr_emulate(frame, td->td_pcb);
 188                         break;
 189
 190                 default:
 191                         trap_fatal(frame);
 192                 }
 193         } else {
 194                 /* Kernel Mode Traps */
 195                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 196                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 197
 198                 switch (type) {
 199                 case EXC_DEBUG:
 200                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 201                         kdb_trap(frame->exc, 0, frame);
 202                         return;
 203
 204                 case EXC_DSI:
 205                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 206                                 return;
 207                         break;
 208
 209                 case EXC_MCHK:
 210                         if (handle_onfault(frame))
 211                                 return;
 212                         break;
 213 #ifdef KDB
 214                 case EXC_PGM:
 215                         if (frame->cpu.booke.esr & ESR_PTR)
 216                                 kdb_trap(EXC_PGM, 0, frame);
 217                         return;
 218 #endif
 219                 default:
 220                         break;
 221                 }
 222                 trap_fatal(frame);
 223         }
 224
 225         if (sig != 0) {
 226                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 227                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 228                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 229                 ksi.ksi_signo = sig;
 230                 ksi.ksi_code = type; /* XXX, not POSIX */
 231                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 232                 ksi.ksi_trapno = type;
 233                 trapsignal(td, &ksi);
 234         }
 235
 236         userret(td, frame);
 237 }
 238
 239 static void
 240 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 241 {
 242
 243         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 244 #ifdef KDB
 245         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 246             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 247                 return;
 248 #endif
 249         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 250 }
 251
 252 static void
 253 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 254 {
 255         register_t va = 0;
 256
 257         printf("\n");
 258         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 259             user ? "user" : "kernel");
 260         printf("\n");
 261         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector, trapname(vector));
 262
 263         switch (vector) {
 264         case EXC_DTMISS:
 265         case EXC_DSI:
 266                 va = frame->cpu.booke.dear;
 267                 break;
 268
 269         case EXC_ITMISS:
 270         case EXC_ISI:
 271                 va = frame->srr0;
 272                 break;
 273         }
 274
 275         printf("   virtual address = 0x%08x\n", va);
 276         printf("   srr0            = 0x%08x\n", frame->srr0);
 277         printf("   srr1            = 0x%08x\n", frame->srr1);
 278         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 279         if (curthread != NULL)
 280                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 281                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
 282         printf("\n");
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 287  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 288  */
 289 static int
 290 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 291 {
 292         struct          thread *td;
 293         faultbuf        *fb;
 294
 295         td = curthread;
 296         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 297         if (fb != NULL) {
 298                 frame->srr0 = (*fb)[FAULTBUF_LR];
 299                 frame->fixreg[1] = (*fb)[FAULTBUF_R1];
 300                 frame->fixreg[2] = (*fb)[FAULTBUF_R2];
 301                 frame->fixreg[3] = 1;
 302                 frame->cr = (*fb)[FAULTBUF_CR];
 303                 frame->ctr = (*fb)[FAULTBUF_CTR];
 304                 frame->xer = (*fb)[FAULTBUF_XER];
 305                 bcopy(&(*fb)[FAULTBUF_R13], &frame->fixreg[13],
 306                     19 * sizeof(register_t));
 307                 return (1);
 308         }
 309         return (0);
 310 }
 311
 312 int
 313 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 314 {
 315         struct proc *p;
 316         struct trapframe *frame;
 317         caddr_t params;
 318         int error, n;
 319
 320         p = td->td_proc;
 321         frame = td->td_frame;
 322
 323         sa->code = frame->fixreg[0];
 324         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 325         n = NARGREG;
 326
 327         if (sa->code == SYS_syscall) {
 328                 /*
 329                  * code is first argument,
 330                  * followed by actual args.
 331                  */
 332                 sa->code = *(u_int *) params;
 333                 params += sizeof(register_t);
 334                 n -= 1;
 335         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
 336                 /*
 337                  * Like syscall, but code is a quad,
 338                  * so as to maintain quad alignment
 339                  * for the rest of the args.
 340                  */
 341                 params += sizeof(register_t);
 342                 sa->code = *(u_int *) params;
 343                 params += sizeof(register_t);
 344                 n -= 2;
 345         }
 346
 347         if (p->p_sysent->sv_mask)
 348                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 349         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 350                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 351         else
 352                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 353         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 354
 355         bcopy(params, sa->args, n * sizeof(register_t));
 356         if (sa->narg > n) {
 357                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), sa->args + n,
 358                     (sa->narg - n) * sizeof(register_t));
 359         } else
 360                 error = 0;
 361
 362         if (error == 0) {
 363                 td->td_retval[0] = 0;
 364                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 365         }
 366         return (error);
 367 }
 368
 369 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 370
 371 void
 372 syscall(struct trapframe *frame)
 373 {
 374         struct thread *td;
 375         struct syscall_args sa;
 376         int error;
 377
 378         td = curthread;
 379         td->td_frame = frame;
 380
 381         error = syscallenter(td, &sa);
 382         syscallret(td, error, &sa);
 383 }
 384
 385 static int
 386 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 387 {
 388         vm_offset_t     eva, va;
 389         struct          thread *td;
 390         struct          proc *p;
 391         vm_map_t        map;
 392         vm_prot_t       ftype;
 393         int             rv;
 394
 395         td = curthread;
 396         p = td->td_proc;
 397
 398         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 399                 eva = frame->srr0;
 400                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 401
 402         } else {
 403                 eva = frame->cpu.booke.dear;
 404                 if (frame->cpu.booke.esr & ESR_ST)
 405                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 406                 else
 407                         ftype = VM_PROT_READ;
 408         }
 409
 410         if (user) {
 411                 KASSERT(p->p_vmspace != NULL, ("trap_pfault: vmspace  NULL"));
 412                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 413         } else {
 414                 if (eva < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 415
 416                         if (p->p_vmspace == NULL)
 417                                 return (SIGSEGV);
 418
 419                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 420
 421                 } else {
 422                         map = kernel_map;
 423                 }
 424         }
 425         va = trunc_page(eva);
 426
 427         if (map != kernel_map) {
 428                 /*
 429                  * Keep swapout from messing with us during this
 430                  *      critical time.
 431                  */
 432                 PROC_LOCK(p);
 433                 ++p->p_lock;
 434                 PROC_UNLOCK(p);
 435
 436                 /* Fault in the user page: */
 437                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 438
 439                 PROC_LOCK(p);
 440                 --p->p_lock;
 441                 PROC_UNLOCK(p);
 442         } else {
 443                 /*
 444                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 445                  * kernel.
 446                  */
 447                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 448         }
 449
 450         if (rv == KERN_SUCCESS)
 451                 return (0);
 452
 453         if (!user && handle_onfault(frame))
 454                 return (0);
 455
 456         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 457 }
 458
 459 /*
 460  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 461  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 462  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 463  */
 464
 465 static int
 466 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 467 {
 468 #if 0
 469         struct thread   *fputhread;
 470         int             indicator, reg;
 471         double          *fpr;
 472
 473         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 474
 475         switch (indicator) {
 476         case EXC_ALI_LFD:
 477         case EXC_ALI_STFD:
 478                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 479                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 480                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 481                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 482                  * the FPRs, and that their current state is in
 483                  * the PCB.
 484                  */
 485                 if (fputhread != td) {
 486                         if (fputhread)
 487                                 save_fpu(fputhread);
 488                         enable_fpu(td);
 489                 }
 490                 save_fpu(td);
 491
 492                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 493                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 494                             sizeof(double)) != 0)
 495                                 return -1;
 496                         enable_fpu(td);
 497                 } else {
 498                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 499                             sizeof(double)) != 0)
 500                                 return -1;
 501                 }
 502                 return 0;
 503                 break;
 504         }
 505
 506 #endif
 507         return (-1);
 508 }
 509
 510 #ifdef KDB
 511 int db_trap_glue(struct trapframe *);
 512 int
 513 db_trap_glue(struct trapframe *tf)
 514 {
 515         if (!(tf->srr1 & PSL_PR))
 516                 return (kdb_trap(tf->exc, 0, tf));
 517         return (0);
 518 }
 519 #endif