sys/i386/i386/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  * 386 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_npx.h"
  54 #include "opt_trap.h"
  55
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/bus.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/pioctl.h>
  61 #include <sys/ptrace.h>
  62 #include <sys/kdb.h>
  63 #include <sys/kernel.h>
  64 #include <sys/ktr.h>
  65 #include <sys/lock.h>
  66 #include <sys/mutex.h>
  67 #include <sys/resourcevar.h>
  68 #include <sys/signalvar.h>
  69 #include <sys/syscall.h>
  70 #include <sys/sysctl.h>
  71 #include <sys/sysent.h>
  72 #include <sys/uio.h>
  73 #include <sys/vmmeter.h>
  74 #ifdef HWPMC_HOOKS
  75 #include <sys/pmckern.h>
  76 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, all);
  77 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, read);
  78 PMC_SOFT_DEFINE( , , page_fault, write);
  79 #endif
  80 #include <security/audit/audit.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/vm_param.h>
  84 #include <vm/pmap.h>
  85 #include <vm/vm_kern.h>
  86 #include <vm/vm_map.h>
  87 #include <vm/vm_page.h>
  88 #include <vm/vm_extern.h>
  89
  90 #include <machine/cpu.h>
  91 #include <machine/intr_machdep.h>
  92 #include <x86/mca.h>
  93 #include <machine/md_var.h>
  94 #include <machine/pcb.h>
  95 #ifdef SMP
  96 #include <machine/smp.h>
  97 #endif
  98 #include <machine/tss.h>
  99 #include <machine/vm86.h>
 100
 101 #ifdef POWERFAIL_NMI
 102 #include <sys/syslog.h>
 103 #include <machine/clock.h>
 104 #endif
 105
 106 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 107 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 108 #endif
 109
 110 extern void trap(struct trapframe *frame);
 111 extern void syscall(struct trapframe *frame);
 112
 113 static int trap_pfault(struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 114 static void trap_fatal(struct trapframe *, vm_offset_t);
 115 void dblfault_handler(void);
 116
 117 extern inthand_t IDTVEC(lcall_syscall);
 118
 119 extern inthand_t IDTVEC(bpt), IDTVEC(dbg), IDTVEC(int0x80_syscall);
 120
 121 #define MAX_TRAP_MSG            32
 122 static char *trap_msg[] = {
 123         "",                                     /*  0 unused */
 124         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 125         "",                                     /*  2 unused */
 126         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 127         "",                                     /*  4 unused */
 128         "",                                     /*  5 unused */
 129         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 130         "",                                     /*  7 unused */
 131         "",                                     /*  8 unused */
 132         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 133         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 134         "",                                     /* 11 unused */
 135         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 136         "",                                     /* 13 unused */
 137         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 138         "",                                     /* 15 unused */
 139         "",                                     /* 16 unused */
 140         "",                                     /* 17 unused */
 141         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 142         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 143         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 144         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 145         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 146         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 147         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 148         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 149         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 150         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 151         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 152         "SIMD floating-point exception",        /* 29 T_XMMFLT */
 153         "reserved (unknown) fault",             /* 30 T_RESERVED */
 154         "",                                     /* 31 unused (reserved) */
 155         "DTrace pid return trap",               /* 32 T_DTRACE_RET */
 156 };
 157
 158 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 159 int has_f00f_bug = 0;           /* Initialized so that it can be patched. */
 160 #endif
 161
 162 #ifdef KDB
 163 static int kdb_on_nmi = 1;
 164 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, kdb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 165         &kdb_on_nmi, 0, "Go to KDB on NMI");
 166 TUNABLE_INT("machdep.kdb_on_nmi", &kdb_on_nmi);
 167 #endif
 168 static int panic_on_nmi = 1;
 169 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 170         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 171 TUNABLE_INT("machdep.panic_on_nmi", &panic_on_nmi);
 172 static int prot_fault_translation = 0;
 173 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, prot_fault_translation, CTLFLAG_RW,
 174         &prot_fault_translation, 0, "Select signal to deliver on protection fault");
 175 static int uprintf_signal;
 176 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, uprintf_signal, CTLFLAG_RW,
 177     &uprintf_signal, 0,
 178     "Print debugging information on trap signal to ctty");
 179
 180 /*
 181  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 182  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 183  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 184  * frame after the exception has been processed.
 185  */
 186
 187 void
 188 trap(struct trapframe *frame)
 189 {
 190 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 191         struct reg regs;
 192 #endif
 193         struct thread *td = curthread;
 194         struct proc *p = td->td_proc;
 195         int i = 0, ucode = 0, code;
 196         u_int type;
 197         register_t addr = 0;
 198         vm_offset_t eva;
 199         ksiginfo_t ksi;
 200 #ifdef POWERFAIL_NMI
 201         static int lastalert = 0;
 202 #endif
 203
 204         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 205         type = frame->tf_trapno;
 206
 207 #ifdef SMP
 208         /* Handler for NMI IPIs used for stopping CPUs. */
 209         if (type == T_NMI) {
 210                  if (ipi_nmi_handler() == 0)
 211                            goto out;
 212         }
 213 #endif /* SMP */
 214
 215 #ifdef KDB
 216         if (kdb_active) {
 217                 kdb_reenter();
 218                 goto out;
 219         }
 220 #endif
 221
 222         if (type == T_RESERVED) {
 223                 trap_fatal(frame, 0);
 224                 goto out;
 225         }
 226
 227 #ifdef  HWPMC_HOOKS
 228         /*
 229          * CPU PMCs interrupt using an NMI so we check for that first.
 230          * If the HWPMC module is active, 'pmc_hook' will point to
 231          * the function to be called.  A return value of '1' from the
 232          * hook means that the NMI was handled by it and that we can
 233          * return immediately.
 234          */
 235         if (type == T_NMI && pmc_intr &&
 236             (*pmc_intr)(PCPU_GET(cpuid), frame))
 237             goto out;
 238 #endif
 239
 240         if (type == T_MCHK) {
 241                 mca_intr();
 242                 goto out;
 243         }
 244
 245 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 246         /*
 247          * A trap can occur while DTrace executes a probe. Before
 248          * executing the probe, DTrace blocks re-scheduling and sets
 249          * a flag in its per-cpu flags to indicate that it doesn't
 250          * want to fault. On returning from the probe, the no-fault
 251          * flag is cleared and finally re-scheduling is enabled.
 252          */
 253         if ((type == T_PROTFLT || type == T_PAGEFLT) &&
 254             dtrace_trap_func != NULL && (*dtrace_trap_func)(frame, type))
 255                 goto out;
 256 #endif
 257
 258         if ((frame->tf_eflags & PSL_I) == 0) {
 259                 /*
 260                  * Buggy application or kernel code has disabled
 261                  * interrupts and then trapped.  Enabling interrupts
 262                  * now is wrong, but it is better than running with
 263                  * interrupts disabled until they are accidentally
 264                  * enabled later.
 265                  */
 266                 if (ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL || (frame->tf_eflags & PSL_VM))
 267                         uprintf(
 268                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 269                             (long)curproc->p_pid, curthread->td_name, type);
 270                 else if (type != T_NMI && type != T_BPTFLT &&
 271                     type != T_TRCTRAP &&
 272                     frame->tf_eip != (int)cpu_switch_load_gs) {
 273                         /*
 274                          * XXX not quite right, since this may be for a
 275                          * multiple fault in user mode.
 276                          */
 277                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 278                             type);
 279                         /*
 280                          * Page faults need interrupts disabled until later,
 281                          * and we shouldn't enable interrupts while holding
 282                          * a spin lock.
 283                          */
 284                         if (type != T_PAGEFLT &&
 285                             td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 286                                 enable_intr();
 287                 }
 288         }
 289         eva = 0;
 290         code = frame->tf_err;
 291         if (type == T_PAGEFLT) {
 292                 /*
 293                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by
 294                  * interrupts.  This problem is worked around by using
 295                  * an interrupt gate for the pagefault handler.  We
 296                  * are finally ready to read %cr2 and conditionally
 297                  * reenable interrupts.  If we hold a spin lock, then
 298                  * we must not reenable interrupts.  This might be a
 299                  * spurious page fault.
 300                  */
 301                 eva = rcr2();
 302                 if (td->td_md.md_spinlock_count == 0)
 303                         enable_intr();
 304         }
 305
 306         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) ||
 307             ((frame->tf_eflags & PSL_VM) &&
 308                 !(curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL))) {
 309                 /* user trap */
 310
 311                 td->td_pticks = 0;
 312                 td->td_frame = frame;
 313                 addr = frame->tf_eip;
 314                 if (td->td_ucred != p->p_ucred)
 315                         cred_update_thread(td);
 316
 317                 switch (type) {
 318                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 319                         i = SIGILL;
 320                         ucode = ILL_PRVOPC;
 321                         break;
 322
 323                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 324                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 325                         enable_intr();
 326 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 327                         if (type == T_BPTFLT) {
 328                                 fill_frame_regs(frame, &regs);
 329                                 if (dtrace_pid_probe_ptr != NULL &&
 330                                     dtrace_pid_probe_ptr(&regs) == 0)
 331                                         goto out;
 332                         }
 333 #endif
 334                         frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 335                         i = SIGTRAP;
 336                         ucode = (type == T_TRCTRAP ? TRAP_TRACE : TRAP_BRKPT);
 337                         break;
 338
 339                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 340 #ifdef DEV_NPX
 341                         ucode = npxtrap_x87();
 342                         if (ucode == -1)
 343                                 goto userout;
 344 #else
 345                         ucode = 0;
 346 #endif
 347                         i = SIGFPE;
 348                         break;
 349
 350                         /*
 351                          * The following two traps can happen in
 352                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 353                          * them specially.
 354                          */
 355                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 356                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 357                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 358                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 359                                 if (i == 0)
 360                                         goto user;
 361                                 break;
 362                         }
 363                         i = SIGBUS;
 364                         ucode = (type == T_PROTFLT) ? BUS_OBJERR : BUS_ADRERR;
 365                         break;
 366                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 367                         i = SIGBUS;
 368                         ucode = BUS_ADRERR;
 369                         break;
 370                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 371                         i = SIGBUS;
 372                         ucode = BUS_OBJERR;
 373                         break;
 374                 case T_ALIGNFLT:
 375                         i = SIGBUS;
 376                         ucode = BUS_ADRALN;
 377                         break;
 378                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 379                 default:
 380                         i = SIGBUS;
 381                         ucode = BUS_OBJERR;
 382                         break;
 383
 384                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 385
 386                         i = trap_pfault(frame, TRUE, eva);
 387 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 388                         if (i == -2) {
 389                                 /*
 390                                  * The f00f hack workaround has triggered, so
 391                                  * treat the fault as an illegal instruction
 392                                  * (T_PRIVINFLT) instead of a page fault.
 393                                  */
 394                                 type = frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 395
 396                                 /* Proceed as in that case. */
 397                                 ucode = ILL_PRVOPC;
 398                                 i = SIGILL;
 399                                 break;
 400                         }
 401 #endif
 402                         if (i == -1)
 403                                 goto userout;
 404                         if (i == 0)
 405                                 goto user;
 406
 407                         if (i == SIGSEGV)
 408                                 ucode = SEGV_MAPERR;
 409                         else {
 410                                 if (prot_fault_translation == 0) {
 411                                         /*
 412                                          * Autodetect.
 413                                          * This check also covers the images
 414                                          * without the ABI-tag ELF note.
 415                                          */
 416                                         if (SV_CURPROC_ABI() == SV_ABI_FREEBSD
 417                                             && p->p_osrel >= P_OSREL_SIGSEGV) {
 418                                                 i = SIGSEGV;
 419                                                 ucode = SEGV_ACCERR;
 420                                         } else {
 421                                                 i = SIGBUS;
 422                                                 ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 423                                         }
 424                                 } else if (prot_fault_translation == 1) {
 425                                         /*
 426                                          * Always compat mode.
 427                                          */
 428                                         i = SIGBUS;
 429                                         ucode = BUS_PAGE_FAULT;
 430                                 } else {
 431                                         /*
 432                                          * Always SIGSEGV mode.
 433                                          */
 434                                         i = SIGSEGV;
 435                                         ucode = SEGV_ACCERR;
 436                                 }
 437                         }
 438                         addr = eva;
 439                         break;
 440
 441                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 442                         ucode = FPE_INTDIV;
 443                         i = SIGFPE;
 444                         break;
 445
 446 #ifdef DEV_ISA
 447                 case T_NMI:
 448 #ifdef POWERFAIL_NMI
 449 #ifndef TIMER_FREQ
 450 #  define TIMER_FREQ 1193182
 451 #endif
 452                         if (time_second - lastalert > 10) {
 453                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 454                                 sysbeep(880, hz);
 455                                 lastalert = time_second;
 456                         }
 457                         goto userout;
 458 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 459                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 460                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 461 #ifdef KDB
 462                                 /*
 463                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 464                                  * for debugging.
 465                                  */
 466                                 if (kdb_on_nmi) {
 467                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 468                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 469                                 }
 470 #endif /* KDB */
 471                                 goto userout;
 472                         } else if (panic_on_nmi)
 473                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 474                         goto out;
 475 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 476 #endif /* DEV_ISA */
 477
 478                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 479                         ucode = FPE_INTOVF;
 480                         i = SIGFPE;
 481                         break;
 482
 483                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 484                         ucode = FPE_FLTSUB;
 485                         i = SIGFPE;
 486                         break;
 487
 488                 case T_DNA:
 489 #ifdef DEV_NPX
 490                         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 491                             ("kernel FPU ctx has leaked"));
 492                         /* transparent fault (due to context switch "late") */
 493                         if (npxdna())
 494                                 goto userout;
 495 #endif
 496                         uprintf("pid %d killed due to lack of floating point\n",
 497                                 p->p_pid);
 498                         i = SIGKILL;
 499                         ucode = 0;
 500                         break;
 501
 502                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 503                         ucode = ILL_COPROC;
 504                         i = SIGILL;
 505                         break;
 506
 507                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 508 #if defined(DEV_NPX) && !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
 509                         ucode = npxtrap_sse();
 510                         if (ucode == -1)
 511                                 goto userout;
 512 #else
 513                         ucode = 0;
 514 #endif
 515                         i = SIGFPE;
 516                         break;
 517 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 518                 case T_DTRACE_RET:
 519                         enable_intr();
 520                         fill_frame_regs(frame, &regs);
 521                         if (dtrace_return_probe_ptr != NULL &&
 522                             dtrace_return_probe_ptr(&regs) == 0)
 523                                 goto out;
 524                         goto userout;
 525 #endif
 526                 }
 527         } else {
 528                 /* kernel trap */
 529
 530                 KASSERT(cold || td->td_ucred != NULL,
 531                     ("kernel trap doesn't have ucred"));
 532                 switch (type) {
 533                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 534                         (void) trap_pfault(frame, FALSE, eva);
 535                         goto out;
 536
 537                 case T_DNA:
 538 #ifdef DEV_NPX
 539                         if (PCB_USER_FPU(td->td_pcb))
 540                                 panic("Unregistered use of FPU in kernel");
 541                         if (npxdna())
 542                                 goto out;
 543 #endif
 544                         break;
 545
 546                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 547                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 548                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 549                         /*
 550                          * XXXKIB for now disable any FPU traps in kernel
 551                          * handler registration seems to be overkill
 552                          */
 553                         trap_fatal(frame, 0);
 554                         goto out;
 555
 556                         /*
 557                          * The following two traps can happen in
 558                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 559                          * them specially.
 560                          */
 561                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 562                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 563                         if (frame->tf_eflags & PSL_VM) {
 564                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)frame);
 565                                 if (i != 0)
 566                                         /*
 567                                          * returns to original process
 568                                          */
 569                                         vm86_trap((struct vm86frame *)frame);
 570                                 goto out;
 571                         }
 572                         /* FALL THROUGH */
 573                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 574                         if (curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)
 575                                 break;
 576
 577                         /*
 578                          * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 579                          * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 580                          * underlying LDT entry.  This causes a fault
 581                          * in kernel mode when the kernel attempts to
 582                          * switch contexts.  Lose the bad context
 583                          * (XXX) so that we can continue, and generate
 584                          * a signal.
 585                          */
 586                         if (frame->tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 587                                 curpcb->pcb_gs = 0;
 588 #if 0
 589                                 PROC_LOCK(p);
 590                                 kern_psignal(p, SIGBUS);
 591                                 PROC_UNLOCK(p);
 592 #endif
 593                                 goto out;
 594                         }
 595
 596                         if (td->td_intr_nesting_level != 0)
 597                                 break;
 598
 599                         /*
 600                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 601                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 602                          * This causes a fault in kernel mode when the
 603                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 604                          * to get this fault so that we can fix the
 605                          * problem here and not have to check all the
 606                          * selectors and pointers when the user changes
 607                          * them.
 608                          */
 609                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_iret) {
 610                                 frame->tf_eip = (int)doreti_iret_fault;
 611                                 goto out;
 612                         }
 613                         if (type == T_STKFLT)
 614                                 break;
 615
 616                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_ds) {
 617                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_ds_fault;
 618                                 goto out;
 619                         }
 620                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_es) {
 621                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_es_fault;
 622                                 goto out;
 623                         }
 624                         if (frame->tf_eip == (int)doreti_popl_fs) {
 625                                 frame->tf_eip = (int)doreti_popl_fs_fault;
 626                                 goto out;
 627                         }
 628                         if (curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 629                                 frame->tf_eip =
 630                                     (int)curpcb->pcb_onfault;
 631                                 goto out;
 632                         }
 633                         break;
 634
 635                 case T_TSSFLT:
 636                         /*
 637                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 638                          * automatically when the kernel is entered.  This
 639                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 640                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 641                          * want to get this fault so that we can fix the
 642                          * problem here and not every time the kernel is
 643                          * entered.
 644                          */
 645                         if (frame->tf_eflags & PSL_NT) {
 646                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_NT;
 647                                 goto out;
 648                         }
 649                         break;
 650
 651                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 652                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall)) {
 653                                 /*
 654                                  * We've just entered system mode via the
 655                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 656                                  * silently until the syscall handler has
 657                                  * saved the flags.
 658                                  */
 659                                 goto out;
 660                         }
 661                         if (frame->tf_eip == (int)IDTVEC(lcall_syscall) + 1) {
 662                                 /*
 663                                  * The syscall handler has now saved the
 664                                  * flags.  Stop single stepping it.
 665                                  */
 666                                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 667                                 goto out;
 668                         }
 669                         /*
 670                          * Ignore debug register trace traps due to
 671                          * accesses in the user's address space, which
 672                          * can happen under several conditions such as
 673                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 674                          * then passes that buffer to a system call.
 675                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 676                          * in kernel space because that is useful when
 677                          * debugging the kernel.
 678                          */
 679                         if (user_dbreg_trap() &&
 680                            !(curpcb->pcb_flags & PCB_VM86CALL)) {
 681                                 /*
 682                                  * Reset breakpoint bits because the
 683                                  * processor doesn't
 684                                  */
 685                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 686                                 goto out;
 687                         }
 688
 689                         /*
 690                          * Malicious user code can configure a debug
 691                          * register watchpoint to trap on data access
 692                          * to the top of stack and then execute 'pop
 693                          * %ss; int 3'.  Due to exception deferral for
 694                          * 'pop %ss', the CPU will not interrupt 'int
 695                          * 3' to raise the DB# exception for the debug
 696                          * register but will postpone the DB# until
 697                          * execution of the first instruction of the
 698                          * BP# handler (in kernel mode).  Normally the
 699                          * previous check would ignore DB# exceptions
 700                          * for watchpoints on user addresses raised in
 701                          * kernel mode.  However, some CPU errata
 702                          * include cases where DB# exceptions do not
 703                          * properly set bits in %dr6, e.g. Haswell
 704                          * HSD23 and Skylake-X SKZ24.
 705                          *
 706                          * A deferred DB# can also be raised on the
 707                          * first instructions of system call entry
 708                          * points or single-step traps via similar use
 709                          * of 'pop %ss' or 'mov xxx, %ss'.
 710                          */
 711                         if (frame->tf_eip ==
 712                             (uintptr_t)IDTVEC(int0x80_syscall) ||
 713                             frame->tf_eip == (uintptr_t)IDTVEC(bpt) ||
 714                             frame->tf_eip == (uintptr_t)IDTVEC(dbg))
 715                                 return;
 716                         /*
 717                          * FALLTHROUGH (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 718                          */
 719                 case T_BPTFLT:
 720                         /*
 721                          * If KDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 722                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 723                          */
 724 #ifdef KDB
 725                         if (kdb_trap(type, 0, frame))
 726                                 goto out;
 727 #endif
 728                         break;
 729
 730 #ifdef DEV_ISA
 731                 case T_NMI:
 732 #ifdef POWERFAIL_NMI
 733                         if (time_second - lastalert > 10) {
 734                                 log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 735                                 sysbeep(880, hz);
 736                                 lastalert = time_second;
 737                         }
 738                         goto out;
 739 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 740                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 741                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 742 #ifdef KDB
 743                                 /*
 744                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 745                                  * for debugging.
 746                                  */
 747                                 if (kdb_on_nmi) {
 748                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 749                                         kdb_trap(type, 0, frame);
 750                                 }
 751 #endif /* KDB */
 752                                 goto out;
 753                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 754                                 goto out;
 755                         /* FALLTHROUGH */
 756 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 757 #endif /* DEV_ISA */
 758                 }
 759
 760                 trap_fatal(frame, eva);
 761                 goto out;
 762         }
 763
 764         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 765         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 766                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 767
 768         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 769         ksi.ksi_signo = i;
 770         ksi.ksi_code = ucode;
 771         ksi.ksi_addr = (void *)addr;
 772         ksi.ksi_trapno = type;
 773         if (uprintf_signal) {
 774                 uprintf("pid %d comm %s: signal %d err %x code %d type %d "
 775                     "addr 0x%x esp 0x%08x eip 0x%08x "
 776                     "<%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x>\n",
 777                     p->p_pid, p->p_comm, i, frame->tf_err, ucode, type, addr,
 778                     frame->tf_esp, frame->tf_eip,
 779                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 0)),
 780                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 1)),
 781                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 2)),
 782                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 3)),
 783                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 4)),
 784                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 5)),
 785                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 6)),
 786                     fubyte((void *)(frame->tf_eip + 7)));
 787         }
 788         KASSERT((read_eflags() & PSL_I) != 0, ("interrupts disabled"));
 789         trapsignal(td, &ksi);
 790
 791 #ifdef DEBUG
 792         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 793                 uprintf("fatal process exception: %s",
 794                         trap_msg[type]);
 795                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 796                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 797                 uprintf("\n");
 798         }
 799 #endif
 800
 801 user:
 802         userret(td, frame);
 803         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
 804             ("Return from trap with kernel FPU ctx leaked"));
 805 userout:
 806 out:
 807         return;
 808 }
 809
 810 static int
 811 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 812         struct trapframe *frame;
 813         int usermode;
 814         vm_offset_t eva;
 815 {
 816         vm_offset_t va;
 817         struct vmspace *vm;
 818         vm_map_t map;
 819         int rv = 0;
 820         vm_prot_t ftype;
 821         struct thread *td = curthread;
 822         struct proc *p = td->td_proc;
 823
 824         if (__predict_false((td->td_pflags & TDP_NOFAULTING) != 0)) {
 825                 /*
 826                  * Due to both processor errata and lazy TLB invalidation when
 827                  * access restrictions are removed from virtual pages, memory
 828                  * accesses that are allowed by the physical mapping layer may
 829                  * nonetheless cause one spurious page fault per virtual page.
 830                  * When the thread is executing a "no faulting" section that
 831                  * is bracketed by vm_fault_{disable,enable}_pagefaults(),
 832                  * every page fault is treated as a spurious page fault,
 833                  * unless it accesses the same virtual address as the most
 834                  * recent page fault within the same "no faulting" section.
 835                  */
 836                 if (td->td_md.md_spurflt_addr != eva ||
 837                     (td->td_pflags & TDP_RESETSPUR) != 0) {
 838                         /*
 839                          * Do nothing to the TLB.  A stale TLB entry is
 840                          * flushed automatically by a page fault.
 841                          */
 842                         td->td_md.md_spurflt_addr = eva;
 843                         td->td_pflags &= ~TDP_RESETSPUR;
 844                         return (0);
 845                 }
 846         } else {
 847                 /*
 848                  * If we get a page fault while in a critical section, then
 849                  * it is most likely a fatal kernel page fault.  The kernel
 850                  * is already going to panic trying to get a sleep lock to
 851                  * do the VM lookup, so just consider it a fatal trap so the
 852                  * kernel can print out a useful trap message and even get
 853                  * to the debugger.
 854                  *
 855                  * If we get a page fault while holding a non-sleepable
 856                  * lock, then it is most likely a fatal kernel page fault.
 857                  * If WITNESS is enabled, then it's going to whine about
 858                  * bogus LORs with various VM locks, so just skip to the
 859                  * fatal trap handling directly.
 860                  */
 861                 if (td->td_critnest != 0 ||
 862                     WITNESS_CHECK(WARN_SLEEPOK | WARN_GIANTOK, NULL,
 863                     "Kernel page fault") != 0) {
 864                         trap_fatal(frame, eva);
 865                         return (-1);
 866                 }
 867         }
 868         va = trunc_page(eva);
 869         if (va >= KERNBASE) {
 870                 /*
 871                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 872                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 873                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 874                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 875                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 876                  * fault.
 877                  */
 878 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 879                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug)
 880                         return (-2);
 881 #endif
 882                 if (usermode)
 883                         goto nogo;
 884
 885                 map = kernel_map;
 886         } else {
 887                 /*
 888                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.  If either
 889                  * p or p->p_vmspace is NULL, then the fault is fatal.
 890                  */
 891                 if (p == NULL || (vm = p->p_vmspace) == NULL)
 892                         goto nogo;
 893
 894                 map = &vm->vm_map;
 895
 896                 /*
 897                  * When accessing a user-space address, kernel must be
 898                  * ready to accept the page fault, and provide a
 899                  * handling routine.  Since accessing the address
 900                  * without the handler is a bug, do not try to handle
 901                  * it normally, and panic immediately.
 902                  */
 903                 if (!usermode && (td->td_intr_nesting_level != 0 ||
 904                     curpcb->pcb_onfault == NULL)) {
 905                         trap_fatal(frame, eva);
 906                         return (-1);
 907                 }
 908         }
 909
 910         /*
 911          * If the trap was caused by errant bits in the PTE then panic.
 912          */
 913         if (frame->tf_err & PGEX_RSV) {
 914                 trap_fatal(frame, eva);
 915                 return (-1);
 916         }
 917
 918         /*
 919          * PGEX_I is defined only if the execute disable bit capability is
 920          * supported and enabled.
 921          */
 922         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 923                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 924 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
 925         else if ((frame->tf_err & PGEX_I) && pg_nx != 0)
 926                 ftype = VM_PROT_EXECUTE;
 927 #endif
 928         else
 929                 ftype = VM_PROT_READ;
 930
 931         if (map != kernel_map) {
 932                 /*
 933                  * Keep swapout from messing with us during this
 934                  *      critical time.
 935                  */
 936                 PROC_LOCK(p);
 937                 ++p->p_lock;
 938                 PROC_UNLOCK(p);
 939
 940                 /* Fault in the user page: */
 941                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 942
 943                 PROC_LOCK(p);
 944                 --p->p_lock;
 945                 PROC_UNLOCK(p);
 946         } else {
 947                 /*
 948                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the
 949                  * kernel.
 950                  */
 951                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 952         }
 953         if (rv == KERN_SUCCESS) {
 954 #ifdef HWPMC_HOOKS
 955                 if (ftype == VM_PROT_READ || ftype == VM_PROT_WRITE) {
 956                         PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, all, frame);
 957                         if (ftype == VM_PROT_READ)
 958                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, read,
 959                                     frame);
 960                         else
 961                                 PMC_SOFT_CALL_TF( , , page_fault, write,
 962                                     frame);
 963                 }
 964 #endif
 965                 return (0);
 966         }
 967 nogo:
 968         if (!usermode) {
 969                 if (td->td_intr_nesting_level == 0 &&
 970                     curpcb->pcb_onfault != NULL) {
 971                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 972                         return (0);
 973                 }
 974                 trap_fatal(frame, eva);
 975                 return (-1);
 976         }
 977         return ((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 978 }
 979
 980 static void
 981 trap_fatal(frame, eva)
 982         struct trapframe *frame;
 983         vm_offset_t eva;
 984 {
 985         int code, ss, esp;
 986         u_int type;
 987         struct soft_segment_descriptor softseg;
 988         char *msg;
 989 #ifdef KDB
 990         bool handled;
 991 #endif
 992
 993         code = frame->tf_err;
 994         type = frame->tf_trapno;
 995         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 996
 997         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 998                 msg = trap_msg[type];
 999         else
1000                 msg = "UNKNOWN";
1001         printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n", type, msg,
1002             frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
1003             ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
1004 #ifdef SMP
1005         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1006         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
1007         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
1008 #endif
1009         if (type == T_PAGEFLT) {
1010                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
1011                 printf("fault code              = %s %s%s, %s\n",
1012                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
1013                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
1014 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
1015                         pg_nx != 0 ?
1016                         (code & PGEX_I ? " instruction" : " data") :
1017 #endif
1018                         "",
1019                         code & PGEX_RSV ? "reserved bits in PTE" :
1020                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
1021         }
1022         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
1023                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
1024         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
1025                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
1026                 esp = frame->tf_esp;
1027         } else {
1028                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
1029                 esp = (int)&frame->tf_esp;
1030         }
1031         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
1032         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
1033         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
1034                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
1035         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
1036                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
1037                softseg.ssd_gran);
1038         printf("processor eflags        = ");
1039         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
1040                 printf("trace trap, ");
1041         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
1042                 printf("interrupt enabled, ");
1043         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
1044                 printf("nested task, ");
1045         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
1046                 printf("resume, ");
1047         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
1048                 printf("vm86, ");
1049         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
1050         printf("current process         = %d (%s)\n",
1051             curproc->p_pid, curthread->td_name);
1052
1053 #ifdef KDB
1054         if (debugger_on_panic) {
1055                 kdb_why = KDB_WHY_TRAP;
1056                 frame->tf_err = eva;    /* smuggle fault address to ddb */
1057                 handled = kdb_trap(type, 0, frame);
1058                 frame->tf_err = code;   /* restore error code */
1059                 kdb_why = KDB_WHY_UNSET;
1060                 if (handled)
1061                         return;
1062         }
1063 #endif
1064         printf("trap number             = %d\n", type);
1065         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1066                 panic("%s", trap_msg[type]);
1067         else
1068                 panic("unknown/reserved trap");
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
1073  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
1074  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
1075  * for example).
1076  *
1077  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
1078  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
1079  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
1080  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
1081  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
1082  */
1083 void
1084 dblfault_handler()
1085 {
1086 #ifdef KDTRACE_HOOKS
1087         if (dtrace_doubletrap_func != NULL)
1088                 (*dtrace_doubletrap_func)();
1089 #endif
1090         printf("\nFatal double fault:\n");
1091         printf("eip = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_eip));
1092         printf("esp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_esp));
1093         printf("ebp = 0x%x\n", PCPU_GET(common_tss.tss_ebp));
1094 #ifdef SMP
1095         /* two separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1096         printf("cpuid = %d; ", PCPU_GET(cpuid));
1097         printf("apic id = %02x\n", PCPU_GET(apic_id));
1098 #endif
1099         panic("double fault");
1100 }
1101
1102 int
1103 cpu_fetch_syscall_args(struct thread *td, struct syscall_args *sa)
1104 {
1105         struct proc *p;
1106         struct trapframe *frame;
1107         caddr_t params;
1108         long tmp;
1109         int error;
1110
1111         p = td->td_proc;
1112         frame = td->td_frame;
1113
1114         params = (caddr_t)frame->tf_esp + sizeof(int);
1115         sa->code = frame->tf_eax;
1116
1117         /*
1118          * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1119          */
1120         if (sa->code == SYS_syscall) {
1121                 /*
1122                  * Code is first argument, followed by actual args.
1123                  */
1124                 error = fueword(params, &tmp);
1125                 if (error == -1)
1126                         return (EFAULT);
1127                 sa->code = tmp;
1128                 params += sizeof(int);
1129         } else if (sa->code == SYS___syscall) {
1130                 /*
1131                  * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1132                  * quad alignment for the rest of the arguments.
1133                  */
1134                 error = fueword(params, &tmp);
1135                 if (error == -1)
1136                         return (EFAULT);
1137                 sa->code = tmp;
1138                 params += sizeof(quad_t);
1139         }
1140
1141         if (p->p_sysent->sv_mask)
1142                 sa->code &= p->p_sysent->sv_mask;
1143         if (sa->code >= p->p_sysent->sv_size)
1144                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1145         else
1146                 sa->callp = &p->p_sysent->sv_table[sa->code];
1147         sa->narg = sa->callp->sy_narg;
1148
1149         if (params != NULL && sa->narg != 0)
1150                 error = copyin(params, (caddr_t)sa->args,
1151                     (u_int)(sa->narg * sizeof(int)));
1152         else
1153                 error = 0;
1154
1155         if (error == 0) {
1156                 td->td_retval[0] = 0;
1157                 td->td_retval[1] = frame->tf_edx;
1158         }
1159
1160         return (error);
1161 }
1162
1163 #include "../../kern/subr_syscall.c"
1164
1165 /*
1166  * syscall - system call request C handler.  A system call is
1167  * essentially treated as a trap by reusing the frame layout.
1168  */
1169 void
1170 syscall(struct trapframe *frame)
1171 {
1172         struct thread *td;
1173         struct syscall_args sa;
1174         register_t orig_tf_eflags;
1175         int error;
1176         ksiginfo_t ksi;
1177
1178 #ifdef DIAGNOSTIC
1179         if (ISPL(frame->tf_cs) != SEL_UPL) {
1180                 panic("syscall");
1181                 /* NOT REACHED */
1182         }
1183 #endif
1184         orig_tf_eflags = frame->tf_eflags;
1185
1186         td = curthread;
1187         td->td_frame = frame;
1188
1189         error = syscallenter(td, &sa);
1190
1191         /*
1192          * Traced syscall.
1193          */
1194         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1195                 frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
1196                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
1197                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
1198                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
1199                 ksi.ksi_addr = (void *)frame->tf_eip;
1200                 trapsignal(td, &ksi);
1201         }
1202
1203         KASSERT(PCB_USER_FPU(td->td_pcb),
1204             ("System call %s returning with kernel FPU ctx leaked",
1205              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1206         KASSERT(td->td_pcb->pcb_save == get_pcb_user_save_td(td),
1207             ("System call %s returning with mangled pcb_save",
1208              syscallname(td->td_proc, sa.code)));
1209
1210         syscallret(td, error, &sa);
1211 }