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         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 147
 148         td = curthread;
 149         p = td->td_proc;
 150
 151         type = frame->exc;
 152         sig = 0;
 153         user = (frame->srr1 & PSL_PR) ? 1 : 0;
 154
 155         CTR3(KTR_TRAP, "trap: %s type=%s (%s)", p->p_comm,
 156             trapname(type), user ? "user" : "kernel");
 157
 158         if (user) {
 159                 td->td_frame = frame;
 160                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 161                         cred_update_thread(td);
 162
 163                 /* User Mode Traps */
 164                 switch (type) {
 165                 case EXC_DSI:
 166                 case EXC_ISI:
 167                         sig = trap_pfault(frame, 1);
 168                         break;
 169
 170                 case EXC_SC:
 171                         syscall(frame);
 172                         break;
 173
 174                 case EXC_ALI:
 175                         if (fix_unaligned(td, frame) != 0)
 176                                 sig = SIGBUS;
 177                         else
 178                                 frame->srr0 += 4;
 179                         break;
 180
 181                 case EXC_DEBUG: /* Single stepping */
 182                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 183                         frame->srr1 &= ~PSL_DE;
 184                         frame->cpu.booke.dbcr0 &= ~(DBCR0_IDM || DBCR0_IC);
 185                         sig = SIGTRAP;
 186                         break;
 187
 188                 case EXC_PGM:   /* Program exception */
 189 #ifdef FPU_EMU
 190                         sig = fpu_emulate(frame,
 191                             (struct fpreg *)&td->td_pcb->pcb_fpu);
 192 #else
 193                         /* XXX SIGILL for non-trap instructions. */
 194                         sig = SIGTRAP;
 195 #endif
 196                         break;
 197
 198                 default:
 199                         trap_fatal(frame);
 200                 }
 201         } else {
 202                 /* Kernel Mode Traps */
 203                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 204                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 205
 206                 switch (type) {
 207                 case EXC_DEBUG:
 208                         mtspr(SPR_DBSR, mfspr(SPR_DBSR));
 209                         kdb_trap(frame->exc, 0, frame);
 210                         return;
 211
 212                 case EXC_DSI:
 213                         if (trap_pfault(frame, 0) == 0)
 214                                 return;
 215                         break;
 216
 217                 case EXC_MCHK:
 218                         if (handle_onfault(frame))
 219                                 return;
 220                         break;
 221 #ifdef KDB
 222                 case EXC_PGM:
 223                         if (frame->cpu.booke.esr & ESR_PTR)
 224                                 kdb_trap(EXC_PGM, 0, frame);
 225                         return;
 226 #endif
 227                 default:
 228                         break;
 229                 }
 230                 trap_fatal(frame);
 231         }
 232
 233         if (sig != 0) {
 234                 if (p->p_sysent->sv_transtrap != NULL)
 235                         sig = (p->p_sysent->sv_transtrap)(sig, type);
 236                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 237                 ksi.ksi_signo = sig;
 238                 ksi.ksi_code = type; /* XXX, not POSIX */
 239                 /* ksi.ksi_addr = ? */
 240                 ksi.ksi_trapno = type;
 241                 trapsignal(td, &ksi);
 242         }
 243
 244         userret(td, frame);
 245         mtx_assert(&Giant, MA_NOTOWNED);
 246 }
 247
 248 static void
 249 trap_fatal(struct trapframe *frame)
 250 {
 251
 252         printtrap(frame->exc, frame, 1, (frame->srr1 & PSL_PR));
 253 #ifdef KDB
 254         if ((debugger_on_panic || kdb_active) &&
 255             kdb_trap(frame->exc, 0, frame))
 256                 return;
 257 #endif
 258         panic("%s trap", trapname(frame->exc));
 259 }
 260
 261 static void
 262 printtrap(u_int vector, struct trapframe *frame, int isfatal, int user)
 263 {
 264         register_t va = 0;
 265
 266         printf("\n");
 267         printf("%s %s trap:\n", isfatal ? "fatal" : "handled",
 268             user ? "user" : "kernel");
 269         printf("\n");
 270         printf("   exception       = 0x%x (%s)\n", vector, trapname(vector));
 271
 272         switch (vector) {
 273         case EXC_DTMISS:
 274         case EXC_DSI:
 275                 va = frame->cpu.booke.dear;
 276                 break;
 277
 278         case EXC_ITMISS:
 279         case EXC_ISI:
 280                 va = frame->srr0;
 281                 break;
 282         }
 283
 284         printf("   virtual address = 0x%08x\n", va);
 285         printf("   srr0            = 0x%08x\n", frame->srr0);
 286         printf("   srr1            = 0x%08x\n", frame->srr1);
 287         printf("   curthread       = %p\n", curthread);
 288         if (curthread != NULL)
 289                 printf("          pid = %d, comm = %s\n",
 290                     curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
 291         printf("\n");
 292 }
 293
 294 /*
 295  * Handles a fatal fault when we have onfault state to recover.  Returns
 296  * non-zero if there was onfault recovery state available.
 297  */
 298 static int
 299 handle_onfault(struct trapframe *frame)
 300 {
 301         struct          thread *td;
 302         faultbuf        *fb;
 303
 304         td = curthread;
 305         fb = td->td_pcb->pcb_onfault;
 306         if (fb != NULL) {
 307                 frame->srr0 = (*fb)[FAULTBUF_LR];
 308                 frame->fixreg[1] = (*fb)[FAULTBUF_R1];
 309                 frame->fixreg[2] = (*fb)[FAULTBUF_R2];
 310                 frame->fixreg[3] = 1;
 311                 frame->cr = (*fb)[FAULTBUF_CR];
 312                 frame->ctr = (*fb)[FAULTBUF_CTR];
 313                 frame->xer = (*fb)[FAULTBUF_XER];
 314                 bcopy(&(*fb)[FAULTBUF_R13], &frame->fixreg[13],
 315                     19 * sizeof(register_t));
 316                 return (1);
 317         }
 318         return (0);
 319 }
 320
 321 int
 322 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
 323 {
 324         struct proc *p;
 325         struct trapframe *frame;
 326         caddr_t params;
 327         int error, n;
 328
 329         p = td->td_proc;
 330         frame = td->td_frame;
 331
 332         sa->code = frame->fixreg[0];
 333         params = (caddr_t)(frame->fixreg + FIRSTARG);
 334         n = NARGREG;
 335
 336         if (sa->code == SYS_syscall) {
 337                 /*
 338                  * code is first argument,
 339                  * followed by actual args.
 340                  */
 341                 sa->code = *(u_int *) params;
 342                 params += sizeof(register_t);
 343                 n -= 1;
 344         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
 345                 /*
 346                  * Like syscall, but code is a quad,
 347                  * so as to maintain quad alignment
 348                  * for the rest of the args.
 349                  */
 350                 params += sizeof(register_t);
 351                 sa->code = *(u_int *) params;
 352                 params += sizeof(register_t);
 353                 n -= 2;
 354         }
 355
 356         if (p->p_sysent->sv_mask)
 357                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
 358         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
 359                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
 360         else
 361                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
 362         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
 363
 364         bcopy(params, sa->args, n * sizeof(register_t));
 365         if (sa->narg > n) {
 366                 error = copyin(MOREARGS(frame->fixreg[1]), sa->args + n,
 367                     (sa->narg - n) * sizeof(register_t));
 368         } else
 369                 error = 0;
 370
 371         if (error == 0) {
 372                 td->td_retval[0] = 0;
 373                 td->td_retval[1] = frame->fixreg[FIRSTARG + 1];
 374         }
 375         return (error);
 376 }
 377
 378 #include "../../kern/subr_syscall.c"
 379
 380 void
 381 syscall(struct trapframe *frame)
 382 {
 383         struct thread *td;
 384         struct syscall_args sa;
 385         int error;
 386
 387         td = curthread;
 388         td->td_frame = frame;
 389
 390         error = syscallenter(td, &sa);
 391         syscallret(td, error, &sa);
 392 }
 393
 394 static int
 395 trap_pfault(struct trapframe *frame, int user)
 396 {
 397         vm_offset_t     eva, va;
 398         struct          thread *td;
 399         struct          proc *p;
 400         vm_map_t        map;
 401         vm_prot_t       ftype;
 402         int             rv;
 403
 404         td = curthread;
 405         p = td->td_proc;
 406
 407         if (frame->exc == EXC_ISI) {
 408                 eva = frame->srr0;
 409                 ftype = VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE;
 410
 411         } else {
 412                 eva = frame->cpu.booke.dear;
 413                 if (frame->cpu.booke.esr & ESR_ST)
 414                         ftype = VM_PROT_WRITE;
 415                 else
 416                         ftype = VM_PROT_READ;
 417         }
 418
 419         if (user) {
 420                 KASSERT(p->p_vmspace != NULL, ("trap_pfault: vmspace  NULL"));
 421                 map = &p->p_vmspace->vm_map;
 422         } else {
 423                 if (eva < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 424
 425                         if (p->p_vmspace == NULL)
 426                                 return (SIGSEGV);
 427
 428                         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 429
 430                 } else {
 431                         map = kernel_map;
 432                 }
 433         }
 434         va = trunc_page(eva);
 435
 436         if (map != kernel_map) {
 437                 /*
 438                  * Keep swapout from messing with us during this
 439                  *      critical time.
 440                  */
 441                 PROC_LOCK(p);
 442                 ++p->p_lock;
 443                 PROC_UNLOCK(p);
 444
 445                 /* Fault in the user page: */
 446                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 447
 448                 PROC_LOCK(p);
 449                 --p->p_lock;
 450                 PROC_UNLOCK(p);
 451         } else {
 452                 /*
 453                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 454                  * kernel.
 455                  */
 456                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 457         }
 458
 459         if (rv == KERN_SUCCESS)
 460                 return (0);
 461
 462         if (!user && handle_onfault(frame))
 463                 return (0);
 464
 465         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 466 }
 467
 468 int
 469 badaddr(void *addr, size_t size)
 470 {
 471
 472         return (badaddr_read(addr, size, NULL));
 473 }
 474
 475 int
 476 badaddr_read(void *addr, size_t size, int *rptr)
 477 {
 478         struct thread   *td;
 479         faultbuf        env;
 480         int             x;
 481
 482         /* Get rid of any stale machine checks that have been waiting.  */
 483         __asm __volatile ("sync; isync");
 484
 485         td = curthread;
 486
 487         if (setfault(env)) {
 488                 td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 489                 __asm __volatile ("sync");
 490                 return (1);
 491         }
 492
 493         __asm __volatile ("sync");
 494
 495         switch (size) {
 496         case 1:
 497                 x = *(volatile int8_t *)addr;
 498                 break;
 499         case 2:
 500                 x = *(volatile int16_t *)addr;
 501                 break;
 502         case 4:
 503                 x = *(volatile int32_t *)addr;
 504                 break;
 505         default:
 506                 panic("badaddr: invalid size (%d)", size);
 507         }
 508
 509         /* Make sure we took the machine check, if we caused one. */
 510         __asm __volatile ("sync; isync");
 511
 512         td->td_pcb->pcb_onfault = 0;
 513         __asm __volatile ("sync");      /* To be sure. */
 514
 515         /* Use the value to avoid reorder. */
 516         if (rptr)
 517                 *rptr = x;
 518
 519         return (0);
 520 }
 521
 522 /*
 523  * For now, this only deals with the particular unaligned access case
 524  * that gcc tends to generate.  Eventually it should handle all of the
 525  * possibilities that can happen on a 32-bit PowerPC in big-endian mode.
 526  */
 527
 528 static int
 529 fix_unaligned(struct thread *td, struct trapframe *frame)
 530 {
 531 #if 0
 532         struct thread   *fputhread;
 533         int             indicator, reg;
 534         double          *fpr;
 535
 536         indicator = EXC_ALI_OPCODE_INDICATOR(frame->dsisr);
 537
 538         switch (indicator) {
 539         case EXC_ALI_LFD:
 540         case EXC_ALI_STFD:
 541                 reg = EXC_ALI_RST(frame->dsisr);
 542                 fpr = &td->td_pcb->pcb_fpu.fpr[reg];
 543                 fputhread = PCPU_GET(fputhread);
 544                 /* Juggle the FPU to ensure that we've initialized
 545                  * the FPRs, and that their current state is in
 546                  * the PCB.
 547                  */
 548                 if (fputhread != td) {
 549                         if (fputhread)
 550                                 save_fpu(fputhread);
 551                         enable_fpu(td);
 552                 }
 553                 save_fpu(td);
 554
 555                 if (indicator == EXC_ALI_LFD) {
 556                         if (copyin((void *)frame->dar, fpr,
 557                             sizeof(double)) != 0)
 558                                 return -1;
 559                         enable_fpu(td);
 560                 } else {
 561                         if (copyout(fpr, (void *)frame->dar,
 562                             sizeof(double)) != 0)
 563                                 return -1;
 564                 }
 565                 return 0;
 566                 break;
 567         }
 568
 569 #endif
 570         return (-1);
 571 }
 572
 573 #ifdef KDB
 574 int db_trap_glue(struct trapframe *);
 575 int
 576 db_trap_glue(struct trapframe *tf)
 577 {
 578         if (!(tf->srr1 & PSL_PR))
 579                 return (kdb_trap(tf->exc, 0, tf));
 580         return (0);
 581 }
 582 #endif