sys/amd64/amd64/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1994, David Greenman
   3  * Copyright (c) 1990, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * the University of Utah, and William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)trap.c        7.4 (Berkeley) 5/13/91
  38  */
  39
  40 #include <sys/cdefs.h>
  41 __FBSDID("$FreeBSD$");
  42
  43 /*
  44  * AMD64 Trap and System call handling
  45  */
  46
  47 #include "opt_clock.h"
  48 #include "opt_cpu.h"
  49 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  50 #include "opt_isa.h"
  51 #include "opt_kdb.h"
  52 #include "opt_kdtrace.h"
  53 #include "opt_ktrace.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/bus.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/pioctl.h>
  60 #include <sys/ptrace.h>
  61 #include <sys/kdb.h>
  62 #include <sys/kernel.h>
  63 #include <sys/ktr.h>
  64 #include <sys/lock.h>
  65 #include <sys/mutex.h>
  66 #include <sys/resourcevar.h>
  67 #include <sys/signalvar.h>
  68 #include <sys/syscall.h>
  69 #include <sys/sysctl.h>
  70 #include <sys/sysent.h>
  71 #include <sys/uio.h>
  72 #include <sys/vmmeter.h>
  73 #ifdef KTRACE
  74 #include <sys/ktrace.h>
  75 #endif
  76 #ifdef HWPMC_HOOKS
  77 #include <sys/pmckern.h>
  78 #endif
  79 #include <security/audit/audit.h>
  80
  81 #include <vm/vm.h>
  82 #include <vm/vm_param.h>
  83 #include <vm/pmap.h>
  84 #include <vm/vm_kern.h>
  85 #include <vm/vm_map.h>
  86 #include <vm/vm_page.h>
  87 #include <vm/vm_extern.h>
  88
  89 #include <machine/cpu.h>
  90 #include <machine/intr_machdep.h>
  91 #include <machine/mca.h>
  92 #include <machine/md_var.h>
  93 #include <machine/pcb.h>
  94 #ifdef SMP
  95 #include <machine/smp.h>
  96 #endif
  97 #include <machine/tss.h>
  98
  99 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 100 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 101
 102 /*
 103  * This is a hook which is initialised by the dtrace module
 104  * to handle traps which might occur during DTrace probe
 105  * execution.
 106  */
 107 dtrace_trap_func_t      dtrace_trap_func;
 108
 109 dtrace_doubletrap_func_t        dtrace_doubletrap_func;
 110
 111 /*
 112  * This is a hook which is initialised by the systrace module
 113  * when it is loaded. This keeps the DTrace syscall provider
 114  * implementation opaque.
 115  */
 116 systrace_probe_func_t   systrace_probe_func;
 117 #endif
 118
 119 extern void trap(struct trapframe *frame);
 120 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 121 void dblfault_handler(struct trapframe *frame);
 122
 123 static int trap_pfault(struct trapframe *, int);
 124 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 125
 126 #define MAX_TRAP_MSG            30
 127 static char *trap_msg[] = {
 128         "",                                     /*  0 unused */
 129         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 130         "",                                     /*  2 unused */
 131         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 132         "",                                     /*  4 unused */
 133         "",                                     /*  5 unused */
 134         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 135         "",                                     /*  7 unused */
 136         "",                                     /*  8 unused */
 137         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 138         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 139         "",                                     /* 11 unused */
 140         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 141         "",                                     /* 13 unused */
 142         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 143         "",                                     /* 15 unused */
 144         "",                                     /* 16 unused */
 145         "",                                     /* 17 unused */
 146         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 147         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 148         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 149         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 150         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 151         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 152         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 153         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 154         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 155         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 156         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 157         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 158         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 159 };
 160
 161 #ifdef KDB
 162 static int kdb_on_nmi = 1;
 163 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 164         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 165 #endif
 166 static int panic_on_nmi = 1;
 167 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 168         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 169 static int prot_fault_translation = 0;
 170 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 171         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 172
 173 extern char *syscallnames[];
 174
 175 /*
 176  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 177  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 178  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 179  * frame after the exception has been processed.
 180  */
 181
 182 void
 183 trap(struct trapframe *frame)
 184 {
 185         struct thread *td = curthread;
 186         struct proc *p = td->td_proc;
 187         int i = 0, ucode = 0, code;
 188         u_int type;
 189         register_t addr = 0;
 190         ksiginfo_t ksi;
 191
 192         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 193         type = frame->tf_trapno;
 194
 195 #ifdef SMP
 196         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 197         if (type == T_NMI) {
 198                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 199                            goto out;
 200         }
 201 #endif /* SMP */
 202
 203 #ifdef KDB
 204         if (kdb_active) {
 205                 kdb_reenter();
 206                 goto out;
 207         }
 208 #endif
 209
 210         if (type == T_RESERVED) {
 211                 trap_fatal(frame, 0);
 212                 goto out;
 213         }
 214
 215 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 216         /*
 217          * CPU PMCs interrupt using an NMI.  If the PMC module is
 218          * active, pass the 'rip' value to the PMC module's interrupt
 219          * handler.  A return value of '1' from the handler means that
 220          * the NMI was handled by it and we can return immediately.
 221          */
 222         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 223             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 224                 goto out;
 225 #endif
 226
 227         if (type == T_MCHK) {
 228                 if (!mca_intr())
 229                         trap_fatal(frame, 0);
 230                 goto out;
 231         }
 232
 233 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 234         /*
 235          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 236          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 237          * a flag in it's per-cpu flags to indicate that it doesn't
 238          * want to fault. On returning from the the probe, the no-fault
 239          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 240          *
 241          * If the DTrace kernel module has registered a trap handler,
 242          * call it and if it returns non-zero, assume that it has
 243          * handled the trap and modified the trap frame so that this
 244          * function can return normally.
 245          */
 246         if (dtrace_trap_func != NULL)
 247                 if ((*dtrace_trap_func)(frame, type))
 248                         goto out;
 249 #endif
 250
 251         if ((frame->tf_rflags & PSL_I) == 0) {
 252                 /*
 253                  * Buggy application or kernel code has disabled
 254                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 255                  * now is wrong, but it is better than running with
 256                  * interrupts disabled until they are accidentally
 257                  * enabled later.
 258                  */
 259                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL)
 260                         uprintf(
 261                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 262                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 263                 else if (type != T_NMI && type != T_BPTFLT &&
 264                     type != T_TRCTRAP) {
 265                         /*
 266                          * XXX not quite right, since this may be for a
 267                          * multiple fault in user mode.
 268                          */
 269                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 270                             type);
 271
 272                         /*
 273                          * We shouldn't enable interrupts while holding a
 274                          * spin lock or servicing an NMI.
 275                          */
 276                         if (type != T_NMI && td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 277                                 enable_intr();
 278                 }
 279         }
 280
 281         code = frame->tf_err;
 282         if (type == T_PAGEFLT) {
 283                 /*
 284                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 285                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 286                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 287                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 288                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 289                  * to the debugger.
 290                  *
 291                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 292                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 293                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 294                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 295                  * fatal trap handling directly.
 296                  */
 297                 if (td->td_critnest != 0 ||
 298                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 299                     "Kernel page fault") != 0)
 300                         trap_fatal(frame, frame->tf_addr);
 301         }
 302
 303         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 304                 /* user trap */
 305
 306                 td->td_pticks = 0;
 307                 td->td_frame = frame;
 308                 addr = frame->tf_rip;
 309                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 310                         cred_update_thread(td);
 311
 312                 switch (type) {
 313                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 314                         i = SIGILL;
 315                         ucode = ILL_PRVOPC;
 316                         break;
 317
 318                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 319                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 320                         enable_intr();
 321                         frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
 322                         i = SIGTRAP;
 323                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 324                         break;
 325
 326                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 327                         ucode = fputrap();
 328                         if (ucode == -1)
 329                                 goto userout;
 330                         i = SIGFPE;
 331                         break;
 332
 333                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 334                         i = SIGBUS;
 335                         ucode = BUS_OBJERR;
 336                         break;
 337                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 338                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 339                         i = SIGBUS;
 340                         ucode = BUS_ADRERR;
 341                         break;
 342                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 343                         i = SIGBUS;
 344                         ucode = BUS_OBJERR;
 345                         break;
 346                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 347                 default:
 348                         i = SIGBUS;
 349                         ucode = BUS_OBJERR;
 350                         break;
 351
 352                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 353                         addr = frame->tf_addr;
 354                         i = trap_pfault(frame, TRUE);
 355                         if (i == -1)
 356                                 goto userout;
 357                         if (i == 0)
 358                                 goto user;
 359
 360                         if (i == SIGSEGV)
 361                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 362                         else {
 363                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 364                                         /*
 365                                          * Autodetect.
 366                                          * This check also covers the images
 367                                          * without the ABI-tag ELF note.
 368                                          */
 369                                         if (SV_CURPROC_ABI() ==
 370                                             SV_ABI_FREEBSD &&
 371                                             p->p_osrel >= 700004) {
 372                                                 i = SIGSEGV;
 373                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 374                                         } else {
 375                                                 i = SIGBUS;
 376                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 377                                         }
 378                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 379                                         /*
 380                                          * Always compat mode.
 381                                          */
 382                                         i = SIGBUS;
 383                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 384                                 } else {
 385                                         /*
 386                                          * Always SIGSEGV mode.
 387                                          */
 388                                         i = SIGSEGV;
 389                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 390                                 }
 391                         }
 392                         break;
 393
 394                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 395                         ucode = FPE_INTDIV;
 396                         i = SIGFPE;
 397                         break;
 398
 399 #ifdef DEV_ISA
 400                 case T_NMI:
 401                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 402                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 403 #ifdef KDB
 404                                 /*
 405                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 406                                  * for debugging.
 407                                  */
 408                                 if (kdb_on_nmi) {
 409                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 410                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 411                                 }
 412 #endif /* KDB */
 413                                 goto userout;
 414                         } else if (panic_on_nmi)
 415                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 416                         break;
 417 #endif /* DEV_ISA */
 418
 419                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 420                         ucode = FPE_INTOVF;
 421                         i = SIGFPE;
 422                         break;
 423
 424                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 425                         ucode = FPE_FLTSUB;
 426                         i = SIGFPE;
 427                         break;
 428
 429                 case T_DNA:
 430                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 431                         fpudna();
 432                         goto userout;
 433
 434                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 435                         ucode = ILL_COPROC;
 436                         i = SIGILL;
 437                         break;
 438
 439                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 440                         ucode = 0; /* XXX */
 441                         i = SIGFPE;
 442                         break;
 443                 }
 444         } else {
 445                 /* kernel trap */
 446
 447                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 448                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 449                 switch (type) {
 450                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 451                         (void) trap_pfault(frame, FALSE);
 452                         goto out;
 453
 454                 case T_DNA:
 455                         /*
 456                          * The kernel is apparently using fpu for copying.
 457                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 458                          * registered such use.
 459                          */
 460                         fpudna();
 461                         printf("fpudna in kernel mode!\n");
 462                         goto out;
 463
 464                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 465                         break;
 466
 467                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 468                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 469                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 470                                 break;
 471
 472                         /*
 473                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 474                          * %rip's and %rsp's can be set up in user mode.
 475                          * This causes a fault in kernel mode when the
 476                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 477                          * to get this fault so that we can fix the
 478                          * problem here and not have to check all the
 479                          * selectors and pointers when the user changes
 480                          * them.
 481                          */
 482                         if (frame->tf_rip == (long)doreti_iret) {
 483                                 frame->tf_rip = (long)doreti_iret_fault;
 484                                 goto out;
 485                         }
 486                         if (frame->tf_rip == (long)ld_ds) {
 487                                 frame->tf_rip = (long)ds_load_fault;
 488                                 goto out;
 489                         }
 490                         if (frame->tf_rip == (long)ld_es) {
 491                                 frame->tf_rip = (long)es_load_fault;
 492                                 goto out;
 493                         }
 494                         if (frame->tf_rip == (long)ld_fs) {
 495                                 frame->tf_rip = (long)fs_load_fault;
 496                                 goto out;
 497                         }
 498                         if (frame->tf_rip == (long)ld_gs) {
 499                                 frame->tf_rip = (long)gs_load_fault;
 500                                 goto out;
 501                         }
 502                         if (frame->tf_rip == (long)ld_gsbase) {
 503                                 frame->tf_rip = (long)gsbase_load_fault;
 504                                 goto out;
 505                         }
 506                         if (frame->tf_rip == (long)ld_fsbase) {
 507                                 frame->tf_rip = (long)fsbase_load_fault;
 508                                 goto out;
 509                         }
 510                         if (PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 511                                 frame->tf_rip =
 512                                     (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 513                                 goto out;
 514                         }
 515                         break;
 516
 517                 case T_TSSFLT:
 518                         /*
 519                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 520                          * automatically when the kernel is entered.  This
 521                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 522                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 523                          * want to get this fault so that we can fix the
 524                          * problem here and not every time the kernel is
 525                          * entered.
 526                          */
 527                         if (frame->tf_rflags & PSL_NT) {
 528                                 frame->tf_rflags &= ~PSL_NT;
 529                                 goto out;
 530                         }
 531                         break;
 532
 533                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 534                         /*
 535                          * Ignore debug register trace traps due to
 536                          * accesses in the user's address space, which
 537                          * can happen under several conditions such as
 538                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 539                          * then passes that buffer to a system call.
 540                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 541                          * in kernel space because that is useful when
 542                          * debugging the kernel.
 543                          */
 544                         if (user_dbreg_trap()) {
 545                                 /*
 546                                  * Reset breakpoint bits because the
 547                                  * processor doesn't
 548                                  */
 549                                 /* XXX check upper bits here */
 550                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 551                                 goto out;
 552                         }
 553                         /*
 554                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 555                          */
 556                 case T_BPTFLT:
 557                         /*
 558                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 559                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 560                          */
 561 #ifdef KDB
 562                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 563                                 goto out;
 564 #endif
 565                         break;
 566
 567 #ifdef DEV_ISA
 568                 case T_NMI:
 569                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 570                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 571 #ifdef KDB
 572                                 /*
 573                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 574                                  * for debugging.
 575                                  */
 576                                 if (kdb_on_nmi) {
 577                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 578                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 579                                 }
 580 #endif /* KDB */
 581                                 goto out;
 582                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 583                                 goto out;
 584                         /* FALLTHROUGH */
 585 #endif /* DEV_ISA */
 586                 }
 587
 588                 trap_fatal(frame, 0);
 589                 goto out;
 590         }
 591
 592         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 593         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 594                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 595
 596         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 597         ksi.ksi_signo = i;
 598         ksi.ksi_code = ucode;
 599         ksi.ksi_trapno = type;
 600         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 601         trapsignal(td, &ksi);
 602
 603 user:
 604         userret(td, frame);
 605         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 606 userout:
 607 out:
 608         return;
 609 }
 610
 611 static int
 612 trap_pfault(frame, usermode)
 613         struct trapframe *frame;
 614         int usermode;
 615 {
 616         vm_offset_t va;
 617         struct vmspace *vm = NULL;
 618         vm_map_t map;
 619         int rv = 0;
 620         vm_prot_t ftype;
 621         struct thread *td = curthread;
 622         struct proc *p = td->td_proc;
 623         vm_offset_t eva = frame->tf_addr;
 624
 625         va = trunc_page(eva);
 626         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 627                 /*
 628                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 629                  */
 630                 if (usermode)
 631                         goto nogo;
 632
 633                 map = kernel_map;
 634         } else {
 635                 /*
 636                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 637                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 638                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 639                  */
 640                 if (p != NULL)
 641                         vm = p->p_vmspace;
 642
 643                 if (vm == NULL)
 644                         goto nogo;
 645
 646                 map = &vm->vm_map;
 647         }
 648
 649         /*
 650          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 651          * supported and enabled.
 652          */
 653         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 654                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 655         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 656                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 657         else
 658                 ftype = VM_PROT_READ;
 659
 660         if (map != kernel_map) {
 661                 /*
 662                  * Keep swapout from messing with us during this
 663                  *      critical time.
 664                  */
 665                 PROC_LOCK(p);
 666                 ++p->p_lock;
 667                 PROC_UNLOCK(p);
 668
 669                 /* Fault in the user page: */
 670                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 671                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 672                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 673
 674                 PROC_LOCK(p);
 675                 --p->p_lock;
 676                 PROC_UNLOCK(p);
 677         } else {
 678                 /*
 679                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 680                  * kernel.
 681                  */
 682                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 683         }
 684         if (rv == KERN_SUCCESS)
 685                 return (0);
 686 nogo:
 687         if (!usermode) {
 688                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 689                     PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault != NULL) {
 690                         frame->tf_rip = (long)PCPU_GET(curpcb)->pcb_onfault;
 691                         return (0);
 692                 }
 693                 trap_fatal(frame, eva);
 694                 return (-1);
 695         }
 696
 697         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 698 }
 699
 700 static void
 701 trap_fatal(frame, eva)
 702         struct trapframe *frame;
 703         vm_offset_t eva;
 704 {
 705         int code, ss;
 706         u_int type;
 707         long esp;
 708         struct soft_segment_descriptor softseg;
 709         char *msg;
 710
 711         code = frame->tf_err;
 712         type = frame->tf_trapno;
 713         sdtossd(&gdt[NGDT * PCPU_GET(cpuid) + IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)],
 714             &softseg);
 715
 716         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 717                 msg = trap_msg[type];
 718         else
 719                 msg = "UNKNOWN";
 720         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
 721             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 722 #ifdef SMP
 723         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 724         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 725         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 726 #endif
 727         if (type == T_PAGEFLT) {
 728                 printf("fault virtual address   = 0x%lx\n", eva);
 729                 printf("fault code              = %s %s %s, %s\n",
 730                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 731                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 732                         code & PGEX_I ? "instruction" : "data",
 733                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 734         }
 735         printf("instruction pointer     = 0x%lx:0x%lx\n",
 736                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_rip);
 737         if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) {
 738                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 739                 esp = frame->tf_rsp;
 740         } else {
 741                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 742                 esp = (long)&frame->tf_rsp;
 743         }
 744         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, esp);
 745         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%lx\n", ss, frame->tf_rbp);
 746         printf("code segment            = base 0x%lx, limit 0x%lx, type 0x%x\n",
 747                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 748         printf("                        = DPL %d, pres %d, long %d, def32 %d, gran %d\n",
 749                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_long, softseg.ssd_def32,
 750                softseg.ssd_gran);
 751         printf("processor eflags        = ");
 752         if (frame->tf_rflags & PSL_T)
 753                 printf("trace trap, ");
 754         if (frame->tf_rflags & PSL_I)
 755                 printf("interrupt enabled, ");
 756         if (frame->tf_rflags & PSL_NT)
 757                 printf("nested task, ");
 758         if (frame->tf_rflags & PSL_RF)
 759                 printf("resume, ");
 760         printf("IOPL = %ld\n", (frame->tf_rflags & PSL_IOPL) >> 12);
 761         printf("current process         = ");
 762         if (curproc) {
 763                 printf("%lu (%s)\n",
 764                     (u_long)curproc->p_pid, curthread->td_name ?
 765                     curthread->td_name : "");
 766         } else {
 767                 printf("Idle\n");
 768         }
 769
 770 #ifdef KDB
 771         if (debugger_on_panic || kdb_active)
 772                 if (kdb_trap(type, 0, frame))
 773                         return;
 774 #endif
 775         printf("trap number             = %d\n", type);
 776         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 777                 panic("%s", trap_msg[type]);
 778         else
 779                 panic("unknown/reserved trap");
 780 }
 781
 782 /*
 783  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 784  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 785  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 786  * for example).
 787  */
 788 void
 789 dblfault_handler(struct trapframe *frame)
 790 {
 791 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 792         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
 793                 (*dtrace_doubletrap_func)();
 794 #endif
 795         printf("\nFatal double fault\n");
 796         printf("rip = 0x%lx\n", frame->tf_rip);
 797         printf("rsp = 0x%lx\n", frame->tf_rsp);
 798         printf("rbp = 0x%lx\n", frame->tf_rbp);
 799 #ifdef SMP
 800         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
 801         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
 802         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
 803 #endif
 804         panic("double fault");
 805 }
 806
 807 struct syscall_args {
 808         u_int code;
 809         struct sysent *callp;
 810         register_t args[8];
 811         register_t *argp;
 812         int narg;
 813 };
 814
 815 static int
 816 fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 817 {
 818         struct proc *p;
 819         struct trapframe *frame;
 820         caddr_t params;
 821         int reg, regcnt, error;
 822
 823         p = td->td_proc;
 824         frame = td->td_frame;
 825         reg = 0;
 826         regcnt = 6;
 827
 828         params = (caddr_t)frame->tf_rsp + sizeof(register_t);
 829         sa->code = frame->tf_rax;
 830
 831         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
 832                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(frame, (int *)sa->args,
 833                     &sa->code, &params);
 834         } else {
 835                 if (sa->code == SYS_syscall || sa->code == SYS___syscall) {
 836                         sa->code = frame->tf_rdi;
 837                         reg++;
 838                         regcnt--;
 839                 }
 840         }
 841         if (p->p_sysent->sv_mask)
 842                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 843
 844         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 845                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 846         else
 847                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 848
 849         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 850         KASSERT(sa->narg <= sizeof(sa->args) / sizeof(sa->args[0]),
 851             ("Too many syscall arguments!"));
 852         error = 0;
 853         sa->argp = &frame->tf_rdi;
 854         sa->argp += reg;
 855         bcopy(sa->argp, sa->args, sizeof(sa->args[0]) * regcnt);
 856         if (sa->narg > regcnt) {
 857                 KASSERT(params != NULL, ("copyin args with no params!"));
 858                 error = copyin(params, &sa->args[regcnt],
 859                     (sa->narg - regcnt) * sizeof(sa->args[0]));
 860         }
 861         sa->argp = &sa->args[0];
 862
 863         /*
 864          * This may result in two records if debugger modified
 865          * registers or memory during sleep at stop/ptrace point.
 866          */
 867 #ifdef KTRACE
 868         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
 869                 ktrsyscall(sa->code, sa->narg, sa->argp);
 870 #endif
 871         return (error);
 872 }
 873
 874 /*
 875  *      syscall -       system call request C handler
 876  *
 877  *      A system call is essentially treated as a trap.
 878  */
 879 void
 880 syscall(struct trapframe *frame)
 881 {
 882         struct thread *td;
 883         struct proc *p;
 884         struct syscall_args sa;
 885         register_t orig_tf_rflags;
 886         int error;
 887         ksiginfo_t ksi;
 888
 889         PCPU_INC(cnt.v_syscall);
 890         td = curthread;
 891         p = td->td_proc;
 892         td->td_syscalls++;
 893
 894 #ifdef DIAGNOSTIC
 895         if (ISPL(frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
 896                 panic("syscall");
 897                 /* NOT REACHED */
 898         }
 899 #endif
 900
 901         td->td_pticks = 0;
 902         td->td_frame = frame;
 903         if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 904                 cred_update_thread(td);
 905         orig_tf_rflags = frame->tf_rflags;
 906         if (p->p_flag & P_TRACED) {
 907                 PROC_LOCK(p);
 908                 td->td_dbgflags &= ~TDB_USERWR;
 909                 PROC_UNLOCK(p);
 910         }
 911         error = fetch_syscall_args(td, &sa);
 912
 913         CTR4(KTR_SYSC, "syscall enter thread %p pid %d proc %s code %d", td,
 914             td->td_proc->p_pid, td->td_name, sa.code);
 915
 916         if (error == 0) {
 917                 td->td_retval[0] = 0;
 918                 td->td_retval[1] = frame->tf_rdx;
 919
 920                 STOPEVENT(p, S_SCE, sa.narg);
 921                 PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCE);
 922                 if (td->td_dbgflags & TDB_USERWR) {
 923                         /*
 924                          * Reread syscall number and arguments if
 925                          * debugger modified registers or memory.
 926                          */
 927                         error = fetch_syscall_args(td, &sa);
 928                         if (error != 0)
 929                                 goto retval;
 930                         td->td_retval[1] = frame->tf_rdx;
 931                 }
 932
 933 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 934                 /*
 935                  * If the systrace module has registered it's probe
 936                  * callback and if there is a probe active for the
 937                  * syscall 'entry', process the probe.
 938                  */
 939                 if (systrace_probe_func != NULL && sa.callp->sy_entry != 0)
 940                         (*systrace_probe_func)(sa.callp->sy_entry, sa.code,
 941                             sa.callp, sa.args);
 942 #endif
 943
 944                 AUDIT_SYSCALL_ENTER(sa.code, td);
 945                 error = (*sa.callp->sy_call)(td, sa.argp);
 946                 AUDIT_SYSCALL_EXIT(error, td);
 947
 948                 /* Save the latest error return value. */
 949                 td->td_errno = error;
 950
 951 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 952                 /*
 953                  * If the systrace module has registered it's probe
 954                  * callback and if there is a probe active for the
 955                  * syscall 'return', process the probe.
 956                  */
 957                 if (systrace_probe_func != NULL && sa.callp->sy_return != 0)
 958                         (*systrace_probe_func)(sa.callp->sy_return, sa.code,
 959                             sa.callp, sa.args);
 960 #endif
 961         }
 962  retval:
 963         cpu_set_syscall_retval(td, error);
 964
 965         /*
 966          * Traced syscall.
 967          */
 968         if (orig_tf_rflags & PSL_T) {
 969                 frame->tf_rflags &= ~PSL_T;
 970                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 971                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 972                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
 973                 ksi.ksi_addr = (void *)frame->tf_rip;
 974                 trapsignal(td, &ksi);
 975
 976         /*
 977          * If the user-supplied value of %rip is not a canonical
 978          * address, then some CPUs will trigger a ring 0 #GP during
 979          * the sysret instruction.  However, the fault handler would
 980          * execute with the user's %gs and %rsp in ring 0 which would
 981          * not be safe.  Instead, preemptively kill the thread with a
 982          * SIGBUS.
 983          */
 984         if (td->td_frame->tf_rip >= VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 985                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 986                 ksi.ksi_signo = SIGBUS;
 987                 ksi.ksi_code = BUS_OBJERR;
 988                 ksi.ksi_trapno = T_PROTFLT;
 989                 ksi.ksi_addr = (void *)td->td_frame->tf_rip;
 990                 trapsignal(td, &ksi);
 991         }
 992         }
 993
 994         /*
 995          * Check for misbehavior.
 996          */
 997         WITNESS_WARN(WARN_PANIC, NULL, "System call %s returning",
 998             (sa.code >= 0 && sa.code < SYS_MAXSYSCALL) ?
 999              syscallnames[sa.code] : "???");
1000         KASSERT(td->td_critnest == 0,
1001             ("System call %s returning in a critical section",
1002             (sa.code >= 0 && sa.code < SYS_MAXSYSCALL) ?
1003              syscallnames[sa.code] : "???"));
1004         KASSERT(td->td_locks == 0,
1005             ("System call %s returning with %d locks held",
1006             (sa.code >= 0 && sa.code < SYS_MAXSYSCALL) ?
1007              syscallnames[sa.code] : "???", td->td_locks));
1008
1009         /*
1010          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1011          */
1012         userret(td, frame);
1013
1014         CTR4(KTR_SYSC, "syscall exit thread %p pid %d proc %s code %d", td,
1015             td->td_proc->p_pid, td->td_name, sa.code);
1016
1017 #ifdef KTRACE
1018         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET))
1019                 ktrsysret(sa.code, error, td->td_retval[0]);
1020 #endif
1021
1022         /*
1023          * This works because errno is findable through the
1024          * register set.  If we ever support an emulation where this
1025          * is not the case, this code will need to be revisited.
1026          */
1027         STOPEVENT(p, S_SCX, sa.code);
1028
1029         PTRACESTOP_SC(p, td, S_PT_SCX);
1030 }