sys/powerpc/aim/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_ktrace.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 #ifdef KTRACE
  54 #include <sys/ktrace.h>
  55 #endif
  56 #include <sys/vmmeter.h>
  57
  58 #include <security/audit/audit.h>
  59
  60 #include <vm/vm.h>
  61 #include <vm/pmap.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63 #include <vm/vm_param.h>
  64 #include <vm/vm_kern.h>
  65 #include <vm/vm_map.h>
  66 #include <vm/vm_page.h>
  67
  68 #include <machine/altivec.h>
  69 #include <machine/cpu.h>
  70 #include <machine/db_machdep.h>
  71 #include <machine/fpu.h>
  72 #include <machine/frame.h>
  73 #include <machine/pcb.h>
  74 #include <machine/pmap.h>
  75 #include <machine/psl.h>
  76 #include <machine/trap.h>
  77 #include <machine/spr.h>
  78 #include <machine/sr.h>
  79
  80 static void     trap_fatal(struct trapframe *frame);
  81 static void     printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal,
  82                     int user);
  83 static int      trap_pfault(struct trapframe *frame, int user);
  84 static int      fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame);
  85 static int      handle_onfault(struct trapframe *frame);
  86 static void     syscall(struct trapframe *frame);
  87
  88 static __inline void    setusr(u_int);
  89
  90 int     setfault(faultbuf);             /* defined in locore.S */
  91
  92 /* Why are these not defined in a header? */
  93 int     badaddr(void *, size_t);
  94 int     badaddr_read(void *, size_t, int *);
  95
  96 extern char     *syscallnames[];
  97
  98 struct powerpc_exception {
  99         u_int   vector;
 100         char    *name;
 101 };
 102
 103 static struct powerpc_exception powerpc_exceptions[] = {
 104         { 0x0100, "system reset" },
 105         { 0x0200, "machine check" },
 106         { 0x0300, "data storage interrupt" },
 107         { 0x0400, "instruction storage interrupt" },
 108         { 0x0500, "external interrupt" },
 109         { 0x0600, "alignment" },
 110         { 0x0700, "program" },
 111         { 0x0800, "floating-point unavailable" },
 112         { 0x0900, "decrementer" },
 113         { 0x0c00, "system call" },
 114         { 0x0d00, "trace" },
 115         { 0x0e00, "floating-point assist" },
 116         { 0x0f00, "performance monitoring" },
 117         { 0x0f20, "altivec unavailable" },
 118         { 0x1000, "instruction tlb miss" },
 119         { 0x1100, "data load tlb miss" },
 120         { 0x1200, "data store tlb miss" },
 121         { 0x1300, "instruction breakpoint" },
 122         { 0x1400, "system management" },
 123         { 0x1600, "altivec assist" },
 124         { 0x1700, "thermal management" },
 125         { 0x2000, "run mode/trace" },
 126         { 0x3000, NULL }
 127 };
 128
 129 static const char *
 130 trapname(u_int vector)
 131 {
 132         struct  powerpc_exception *pe;
 133
 134         for (pe = powerpc_exceptions; pe->vector != 0x3000; pe++) {
 135                 if (pe->vector == vector)
 136                         return (pe->name);
 137         }
 138
 139         return ("unknown");
 140 }
 141
 142 void
 143 trap(struct trapframe *frame)
 144 {
 145         struct thread   *td;
 146         struct proc     *p;
 147         int             sig, type, user;
 148         u_int           ucode;
 149         ksiginfo_t      ksi;
 150
 151         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 152
 153         td = PCPU_GET(curthread);
 154         p = td->td_proc;
 155
 156         type = ucode = frame->exc;
 157         sig = 0;
 158         user = frame->srr1 & PSL_PR;
 159
 160         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", td->td_name,
 161             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 162
 163         if (user) {
 164                 td->td_pticks = 0;
 165                 td->td_frame = frame;
 166                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 167                         cred_update_thread(td);
 168
 169                 /* User Mode Traps */
 170                 switch (type) {
 171                 case EXC_RUNMODETRC:
 172                 case EXC_TRC:
 173                         frame->srr1 &= ~PSL_SE;
 174                         sig = SIGTRAP;
 175                         break;
 176
 177                 case EXC_DSI:
 178                 case EXC_ISI:
 179                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 180                         break;
 181
 182                 case EXC_SC:
 183                         syscall(frame);
 184                         break;
 185
 186                 case EXC_FPU:
 187                         KASSERT((td->td_pcb->pcb_flags & PCB_FPU) != PCB_FPU,
 188                             ("FPU already enabled for thread"));
 189                         enable_fpu(td);
 190                         break;
 191
 192                 case EXC_VEC:
 193                         KASSERT((td->td_pcb->pcb_flags & PCB_VEC) != PCB_VEC,
 194                             ("Altivec already enabled for thread"));
 195                         enable_vec(td);
 196                         break;
 197
 198                 case EXC_VECAST:
 199                         printf("Vector assist exception!\n");
 200                         sig = SIGILL;
 201                         break;
 202
 203                 case EXC_ALI:
 204                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 205                                 sig = SIGBUS;
 206                         else
 207                                 frame->srr0 += 4;
 208                         break;
 209
 210                 case EXC_PGM:
 211                         /* Identify the trap reason */
 212                         if (frame->srr1 & EXC_PGM_TRAP)
 213                                 sig = SIGTRAP;
 214                         else
 215                                 sig = SIGILL;
 216                         break;
 217
 218                 default:
 219                         trap_fatal(frame);
 220                 }
 221         } else {
 222                 /* Kernel Mode Traps */
 223
 224                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 225                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 226                 switch (type) {
 227                 case EXC_DSI:
 228                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 229                                 return;
 230                         break;
 231                 case EXC_MCHK:
 232                         if (handle_onfault(frame))
 233                                 return;
 234                         break;
 235                 default:
 236                         break;
 237                 }
 238                 trap_fatal(frame);
 239         }
 240
 241 #ifdef  ALTIVEC
 242         if (td != PCPU_GET(vecthread) ||
 243             td->td_pcb->pcb_veccpu != PCPU_GET(cpuid))
 244                 frame->srr1 &= ~PSL_VEC;
 245 #endif /* ALTIVEC */
 246
 247         if (sig != 0) {
 248                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 249                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 250                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 251                 ksi.ksi_signo = sig;
 252                 ksi.ksi_code = (int) ucode; /* XXX, not POSIX */
 253                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 254                 ksi.ksi_trapno = type;
 255                 trapsignal(td, &ksi);
 256         }
 257
 258         userret(td, frame);
 259         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 260 }
 261
 262 static void
 263 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 264 {
 265
 266         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 267 #ifdef KDB
 268         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 269             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 270                 return;
 271 #endif
 272         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 273 }
 274
 275 static void
 276 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 277 {
 278
 279         printf("\n");
 280         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 281             user ? "user" : "kernel");
 282         printf("\n");
 283         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector >> 8,
 284             trapname(vector));
 285         switch (vector) {
 286         case EXC_DSI:
 287                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->cpu.aim.dar);
 288                 break;
 289         case EXC_ISI:
 290                 printf("   virtual address = 0x%x\n", frame->srr0);
 291                 break;
 292         }
 293         printf("   srr0            = 0x%x\n", frame->srr0);
 294         printf("   srr1            = 0x%x\n", frame->srr1);
 295         printf("   lr              = 0x%x\n", frame->lr);
 296         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 297         if (curthread != NULL)
 298                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 299                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_name);
 300         printf("\n");
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 305  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 306  */
 307 static int
 308 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 309 {
 310         struct          thread *td;
 311         faultbuf        *fb;
 312
 313         td = curthread;
 314         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 315         if (fb != NULL) {
 316                 frame->srr0 = (*fb)[0];
 317                 frame->fixreg[1] = (*fb)[1];
 318                 frame->fixreg[2] = (*fb)[2];
 319                 frame->fixreg[3] = 1;
 320                 frame->cr = (*fb)[3];
 321                 bcopy(&(*fb)[4], &frame->fixreg[13],
 322                     19 * sizeof(register_t));
 323                 return (1);
 324         }
 325         return (0);
 326 }
 327
 328 void
 329 syscall(struct trapframe *frame)
 330 {
 331         caddr_t         params;
 332         struct          sysent *callp;
 333         struct          thread *td;
 334         struct          proc *p;
 335         int             error, n;
 336         size_t          narg;
 337         register_t      args[10];
 338         u_int           code;
 339
 340         td = PCPU_GET(curthread);
 341         p = td->td_proc;
 342
 343         PCPU_INC(cnt.v_syscall);
 344
 345         code = frame->fixreg[0];
 346         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 347         n = NARGREG;
 348
 349         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 350                 /*
 351                  * The prep code is MP aware.
 352                  */
 353                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(frame, args, &code, &params);
 354         } else if (code == SYS_syscall) {
 355                 /*
 356                  * code is first argument,
 357                  * followed by actual args.
 358                  */
 359                 code = *(u_int *) params;
 360                 params += sizeof(register_t);
 361                 n -= 1;
 362         } else if (code == SYS___syscall) {
 363                 /*
 364                  * Like syscall, but code is a quad,
 365                  * so as to maintain quad alignment
 366                  * for the rest of the args.
 367                  */
 368                 params += sizeof(register_t);
 369                 code = *(u_int *) params;
 370                 params += sizeof(register_t);
 371                 n -= 2;
 372         }
 373
 374         if (p->p_sysent->sv_mask)
 375                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
 376
 377         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
 378                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 379         else
 380                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
 381
 382         narg = callp->sy_narg;
 383
 384         if (narg > n) {
 385                 bcopy(params, args, n * sizeof(register_t));
 386                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), args + n,
 387                                (narg - n) * sizeof(register_t));
 388                 params = (caddr_t)args;
 389         } else
 390                 error = 0;
 391
 392         CTR5(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s(%x %x %x)", td->td_name,
 393              syscallnames[code],
 394              frame->fixreg[FIRSTARG],
 395              frame->fixreg[FIRSTARG+1],
 396              frame->fixreg[FIRSTARG+2]);
 397
 398 #ifdef  KTRACE
 399         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
 400                 ktrsyscall(code, narg, (register_t *)params);
 401 #endif
 402
 403         td->td_syscalls++;
 404
 405         if (error == 0) {
 406                 td->td_retval[0] = 0;
 407                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 408
 409                 STOPEVENT(p, S_SCE, narg);
 410
 411                 PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCE);
 412
 413                 AUDIT_SYSCALL_ENTER(code, td);
 414                 error = (*callp->sy_call)(td, params);
 415                 AUDIT_SYSCALL_EXIT(error, td);
 416
 417                 CTR3(KTR_SYSC, "syscall: p=%s %s ret=%x", td->td_name,
 418                      syscallnames[code], td->td_retval[0]);
 419         }
 420         switch (error) {
 421         case 0:
 422                 if (frame->fixreg[0] == SYS___syscall &&
 423                     code != SYS_freebsd6_lseek && code != SYS_lseek) {
 424                         /*
 425                          * 64-bit return, 32-bit syscall. Fixup byte order
 426                          */
 427                         frame->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 428                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[0];
 429                 } else {
 430                         frame->fixreg[FIRSTARG] = td->td_retval[0];
 431                         frame->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[1];
 432                 }
 433                 /* XXX: Magic number */
 434                 frame->cr &= ~0x10000000;
 435                 break;
 436         case ERESTART:
 437                 /*
 438                  * Set user's pc back to redo the system call.
 439                  */
 440                 frame->srr0 -= 4;
 441                 break;
 442         case EJUSTRETURN:
 443                 /* nothing to do */
 444                 break;
 445         default:
 446                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
 447                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
 448                                 error = -1;     /* XXX */
 449                         else
 450                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
 451                 }
 452                 frame->fixreg[FIRSTARG] = error;
 453                 /* XXX: Magic number: Carry Flag Equivalent? */
 454                 frame->cr |= 0x10000000;
 455                 break;
 456         }
 457
 458         /*
 459          * Check for misbehavior.
 460          */
 461         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "System call %s returning",
 462             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???");
 463         KASSERT(td->td_critnest == 0,
 464             ("System call %s returning in a critical section",
 465             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???"));
 466         KASSERT(td->td_locks == 0,
 467             ("System call %s returning with %d locks held",
 468             (code >= 0 && code < SYS_MAXSYSCALL) ? syscallnames[code] : "???",
 469             td->td_locks));
 470
 471 #ifdef  KTRACE
 472         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
 473                 ktrsysret(code, error, td->td_retval[0]);
 474 #endif
 475
 476         /*
 477          * Does the comment in the i386 code about errno apply here?
 478          */
 479         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
 480
 481         PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCX);
 482 }
 483
 484 static int
 485 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 486 {
 487         vm_offset_t     eva, va;
 488         struct          thread *td;
 489         struct          proc *p;
 490         vm_map_t        map;
 491         vm_prot_t       ftype;
 492         int             rv;
 493         u_int           user_sr;
 494
 495         td = curthread;
 496         p = td->td_proc;
 497         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 498                 eva = frame->srr0;
 499                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 500         } else {
 501                 eva = frame->cpu.aim.dar;
 502                 if (frame->cpu.aim.dsisr & DSISR_STORE)
 503                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 504                 else
 505                         ftype = VM_PROT_READ;
 506         }
 507
 508         if (user) {
 509                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 510         } else {
 511                 if ((eva >> ADDR_SR_SHFT) == USER_SR) {
 512                         if (p->p_vmspace == NULL)
 513                                 return (SIGSEGV);
 514
 515                         __asm ("mfsr %0, %1"
 516                             : "=r"(user_sr)
 517                             : "K"(USER_SR));
 518                         eva &= ADDR_PIDX | ADDR_POFF;
 519                         eva |= user_sr << ADDR_SR_SHFT;
 520                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 521                 } else {
 522                         map = kernel_map;
 523                 }
 524         }
 525         va = trunc_page(eva);
 526
 527         if (map != kernel_map) {
 528                 /*
 529                  * Keep swapout from messing with us during this
 530                  *      critical time.
 531                  */
 532                 PROC_LOCK(p);
 533                 ++p->p_lock;
 534                 PROC_UNLOCK(p);
 535
 536                 /* Fault in the user page: */
 537                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 538                       (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 539                                               : VM_FAULT_NORMAL);
 540
 541                 PROC_LOCK(p);
 542                 --p->p_lock;
 543                 PROC_UNLOCK(p);
 544         } else {
 545                 /*
 546                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 547                  * kernel.
 548                  */
 549                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 550         }
 551
 552         if (rv == KERN_SUCCESS)
 553                 return (0);
 554
 555         if (!user && handle_onfault(frame))
 556                 return (0);
 557
 558         return (SIGSEGV);
 559 }
 560
 561 static __inline void
 562 setusr(u_int content)
 563 {
 564         __asm __volatile ("isync; mtsr %0,%1; isync"
 565                       :: "n"(USER_SR), "r"(content));
 566 }
 567
 568 int
 569 badaddr(void *addr, size_t size)
 570 {
 571         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 572 }
 573
 574 int
 575 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 576 {
 577         struct thread   *td;
 578         faultbuf        env;
 579         int             x;
 580
 581         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 582         __asm __volatile ("sync; isync");
 583
 584         td = PCPU_GET(curthread);
 585
 586         if (setfault(env)) {
 587                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 588                 __asm __volatile ("sync");
 589                 return 1;
 590         }
 591
 592         __asm __volatile ("sync");
 593
 594         switch (size) {
 595         case 1:
 596                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 597                 break;
 598         case 2:
 599                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 600                 break;
 601         case 4:
 602                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 603                 break;
 604         default:
 605                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 606         }
 607
 608         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 609         __asm __volatile ("sync; isync");
 610
 611         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 612         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 613
 614         /* Use the value to avoid reorder. */
 615         if (rptr)
 616                 *rptr = x;
 617
 618         return (0);
 619 }
 620
 621 /*
 622  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 623  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 624  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 625  */
 626
 627 static int
 628 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 629 {
 630         struct thread   *fputhread;
 631         int             indicator, reg;
 632         double          *fpr;
 633
 634         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->cpu.aim.dsisr);
 635
 636         switch (indicator) {
 637         case EXC_ALI_LFD:
 638         case EXC_ALI_STFD:
 639                 reg = EXC_ALI_RST(frame->cpu.aim.dsisr);
 640                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 641                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 642
 643                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 644                  * the FPRs, and that their current state is in
 645                  * the PCB.
 646                  */
 647                 if (fputhread != td) {
 648                         if (fputhread)
 649                                 save_fpu(fputhread);
 650                         enable_fpu(td);
 651                 }
 652                 save_fpu(td);
 653
 654                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 655                         if (copyin((void *)frame->cpu.aim.dar, fpr,
 656                             sizeof(double)) != 0)
 657                                 return -1;
 658                         enable_fpu(td);
 659                 } else {
 660                         if (copyout(fpr, (void *)frame->cpu.aim.dar,
 661                             sizeof(double)) != 0)
 662                                 return -1;
 663                 }
 664                 return 0;
 665                 break;
 666         }
 667
 668         return -1;
 669 }