sys/platform/pc32/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  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/trap.c,v 1.147.2.11 2003/02/27 19:09:59 luoqi Exp $
  39  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/trap.c,v 1.4 2003/06/21 07:54:56 dillon Exp $
  40  */
  41
  42 /*
  43  * 386 Trap and System call handling
  44  */
  45
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_ktrace.h"
  49 #include "opt_clock.h"
  50 #include "opt_trap.h"
  51
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/pioctl.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/resourcevar.h>
  58 #include <sys/signalvar.h>
  59 #include <sys/syscall.h>
  60 #include <sys/sysctl.h>
  61 #include <sys/sysent.h>
  62 #include <sys/uio.h>
  63 #include <sys/vmmeter.h>
  64 #ifdef KTRACE
  65 #include <sys/ktrace.h>
  66 #endif
  67
  68 #include <vm/vm.h>
  69 #include <vm/vm_param.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <vm/pmap.h>
  72 #include <vm/vm_kern.h>
  73 #include <vm/vm_map.h>
  74 #include <vm/vm_page.h>
  75 #include <vm/vm_extern.h>
  76
  77 #include <machine/cpu.h>
  78 #include <machine/ipl.h>
  79 #include <machine/md_var.h>
  80 #include <machine/pcb.h>
  81 #ifdef SMP
  82 #include <machine/smp.h>
  83 #endif
  84 #include <machine/tss.h>
  85
  86 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
  87
  88 #ifdef POWERFAIL_NMI
  89 #include <sys/syslog.h>
  90 #include <machine/clock.h>
  91 #endif
  92
  93 #include <machine/vm86.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include "isa.h"
  98 #include "npx.h"
  99
 100 int (*pmath_emulate) __P((struct trapframe *));
 101
 102 extern void trap __P((struct trapframe frame));
 103 extern int trapwrite __P((unsigned addr));
 104 extern void syscall2 __P((struct trapframe frame));
 105
 106 static int trap_pfault __P((struct trapframe *, int, vm_offset_t));
 107 static void trap_fatal __P((struct trapframe *, vm_offset_t));
 108 void dblfault_handler __P((void));
 109
 110 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 111
 112 #define MAX_TRAP_MSG            28
 113 static char *trap_msg[] = {
 114         "",                                     /*  0 unused */
 115         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 116         "",                                     /*  2 unused */
 117         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 118         "",                                     /*  4 unused */
 119         "",                                     /*  5 unused */
 120         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 121         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 122         "",                                     /*  8 unused */
 123         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 124         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 125         "",                                     /* 11 unused */
 126         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 127         "",                                     /* 13 unused */
 128         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 129         "",                                     /* 15 unused */
 130         "",                                     /* 16 unused */
 131         "",                                     /* 17 unused */
 132         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 133         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 134         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 135         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 136         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 137         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 138         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 139         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 140         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 141         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 142         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 143 };
 144
 145 static __inline int userret __P((struct proc *p, struct trapframe *frame,
 146                                   u_quad_t oticks, int have_mplock));
 147
 148 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 149 extern int has_f00f_bug;
 150 #endif
 151
 152 #ifdef DDB
 153 static int ddb_on_nmi = 1;
 154 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ddb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 155         &ddb_on_nmi, 0, "Go to DDB on NMI");
 156 #endif
 157 static int panic_on_nmi = 1;
 158 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 159         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 160
 161 static __inline int
 162 userret(p, frame, oticks, have_mplock)
 163         struct proc *p;
 164         struct trapframe *frame;
 165         u_quad_t oticks;
 166         int have_mplock;
 167 {
 168         int sig, s;
 169
 170         while ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 171                 if (have_mplock == 0) {
 172                         get_mplock();
 173                         have_mplock = 1;
 174                 }
 175                 postsig(sig);
 176         }
 177
 178         p->p_priority = p->p_usrpri;
 179         if (resched_wanted()) {
 180                 /*
 181                  * Since we are curproc, clock will normally just change
 182                  * our priority without moving us from one queue to another
 183                  * (since the running process is not on a queue.)
 184                  * If that happened after we setrunqueue ourselves but before we
 185                  * mi_switch()'ed, we might not be on the queue indicated by
 186                  * our priority.
 187                  */
 188                 if (have_mplock == 0) {
 189                         get_mplock();
 190                         have_mplock = 1;
 191                 }
 192                 s = splhigh();
 193                 setrunqueue(p);
 194                 p->p_stats->p_ru.ru_nivcsw++;
 195                 mi_switch();
 196                 splx(s);
 197                 while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 198                         postsig(sig);
 199         }
 200         /*
 201          * Charge system time if profiling.
 202          */
 203         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 204                 if (have_mplock == 0) {
 205                         get_mplock();
 206                         have_mplock = 1;
 207                 }
 208                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 209                             (u_int)(p->p_sticks - oticks) * psratio);
 210         }
 211         curpriority = p->p_priority;
 212         return(have_mplock);
 213 }
 214
 215 #ifdef DEVICE_POLLING
 216 extern u_int32_t poll_in_trap;
 217 extern int ether_poll __P((int count));
 218 #endif /* DEVICE_POLLING */
 219
 220 /*
 221  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 222  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 223  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 224  * frame after the exception has been processed.
 225  */
 226
 227 void
 228 trap(frame)
 229         struct trapframe frame;
 230 {
 231         struct proc *p = curproc;
 232         u_quad_t sticks = 0;
 233         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 234         vm_offset_t eva;
 235
 236 #ifdef DDB
 237         if (db_active) {
 238                 eva = (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT ? rcr2() : 0);
 239                 trap_fatal(&frame, eva);
 240                 return;
 241         }
 242 #endif
 243
 244         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 245                 /*
 246                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 247                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 248                  * it is better than running with interrupts disabled until
 249                  * they are accidentally enabled later.
 250                  */
 251                 type = frame.tf_trapno;
 252                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 253                         printf(
 254                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 255                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 256                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP)
 257                         /*
 258                          * XXX not quite right, since this may be for a
 259                          * multiple fault in user mode.
 260                          */
 261                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 262                             type);
 263                 enable_intr();
 264         }
 265
 266         eva = 0;
 267         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 268                 /*
 269                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 270                  * This problem is worked around by using an interrupt
 271                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 272                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 273                  *
 274                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 275                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 276                  * flow of control too much for this to be obviously
 277                  * correct.
 278                  */
 279                 eva = rcr2();
 280                 enable_intr();
 281         }
 282
 283 #ifdef DEVICE_POLLING
 284         if (poll_in_trap)
 285                 ether_poll(poll_in_trap);
 286 #endif /* DEVICE_POLLING */
 287
 288 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 289 restart:
 290 #endif
 291         type = frame.tf_trapno;
 292         code = frame.tf_err;
 293
 294         if (in_vm86call) {
 295                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 296                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 297                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 298                         if (i != 0)
 299                                 /*
 300                                  * returns to original process
 301                                  */
 302                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 303                         return;
 304                 }
 305                 switch (type) {
 306                         /*
 307                          * these traps want either a process context, or
 308                          * assume a normal userspace trap.
 309                          */
 310                 case T_PROTFLT:
 311                 case T_SEGNPFLT:
 312                         trap_fatal(&frame, eva);
 313                         return;
 314                 case T_TRCTRAP:
 315                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 316                         /* FALL THROUGH */
 317                 }
 318                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 319         }
 320
 321         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 322                 /* user trap */
 323
 324                 sticks = p->p_sticks;
 325                 p->p_md.md_regs = &frame;
 326
 327                 switch (type) {
 328                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 329                         ucode = type;
 330                         i = SIGILL;
 331                         break;
 332
 333                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 334                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 335                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 336                         i = SIGTRAP;
 337                         break;
 338
 339                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 340                         ucode = code;
 341                         i = SIGFPE;
 342                         break;
 343
 344                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 345                         astoff();
 346                         cnt.v_soft++;
 347                         if (p->p_flag & P_OWEUPC) {
 348                                 p->p_flag &= ~P_OWEUPC;
 349                                 addupc_task(p, p->p_stats->p_prof.pr_addr,
 350                                             p->p_stats->p_prof.pr_ticks);
 351                         }
 352                         goto out;
 353
 354                         /*
 355                          * The following two traps can happen in
 356                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 357                          * them specially.
 358                          */
 359                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 360                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 361                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 362                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 363                                 if (i == 0)
 364                                         goto out;
 365                                 break;
 366                         }
 367                         /* FALL THROUGH */
 368
 369                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 370                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 371                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 372                 default:
 373                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 374                         i = SIGBUS;
 375                         break;
 376
 377                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 378                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 379                         if (i == -1)
 380                                 return;
 381 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 382                         if (i == -2)
 383                                 goto restart;
 384 #endif
 385                         if (i == 0)
 386                                 goto out;
 387
 388                         ucode = T_PAGEFLT;
 389                         break;
 390
 391                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 392                         ucode = FPE_INTDIV;
 393                         i = SIGFPE;
 394                         break;
 395
 396 #if NISA > 0
 397                 case T_NMI:
 398 #ifdef POWERFAIL_NMI
 399                         goto handle_powerfail;
 400 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 401                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 402                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 403 #ifdef DDB
 404                                 /*
 405                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 406                                  * for debugging.
 407                                  */
 408                                 if (ddb_on_nmi) {
 409                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 410                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 411                                 }
 412 #endif /* DDB */
 413                                 return;
 414                         } else if (panic_on_nmi)
 415                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 416                         break;
 417 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 418 #endif /* NISA > 0 */
 419
 420                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 421                         ucode = FPE_INTOVF;
 422                         i = SIGFPE;
 423                         break;
 424
 425                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 426                         ucode = FPE_FLTSUB;
 427                         i = SIGFPE;
 428                         break;
 429
 430                 case T_DNA:
 431 #if NNPX > 0
 432                         /* if a transparent fault (due to context switch "late") */
 433                         if (npxdna())
 434                                 return;
 435 #endif
 436                         if (!pmath_emulate) {
 437                                 i = SIGFPE;
 438                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 439                                 break;
 440                         }
 441                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 442                         if (i == 0) {
 443                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 444                                         return;
 445                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 446                                 i = SIGTRAP;
 447                         }
 448                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 449                         break;
 450
 451                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 452                         ucode = T_FPOPFLT;
 453                         i = SIGILL;
 454                         break;
 455
 456                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 457                         ucode = 0; /* XXX */
 458                         i = SIGFPE;
 459                         break;
 460                 }
 461         } else {
 462 kernel_trap:
 463                 /* kernel trap */
 464
 465                 switch (type) {
 466                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 467                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 468                         return;
 469
 470                 case T_DNA:
 471 #if NNPX > 0
 472                         /*
 473                          * The kernel is apparently using npx for copying.
 474                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 475                          * registered such use.
 476                          */
 477                         if (npxdna())
 478                                 return;
 479 #endif
 480                         break;
 481
 482                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 483                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 484                         /*
 485                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 486                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 487                          * This causes a fault in kernel mode when the
 488                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 489                          * to get this fault so that we can fix the
 490                          * problem here and not have to check all the
 491                          * selectors and pointers when the user changes
 492                          * them.
 493                          */
 494 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 495         do {                                                            \
 496                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 497                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 498                         return;                                         \
 499                 }                                                       \
 500         } while (0)
 501
 502                         if (intr_nesting_level == 0) {
 503                                 /*
 504                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 505                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 506                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 507                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 508                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 509                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 510                                  * a signal.
 511                                  */
 512                                 if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 513                                         curthread->td_pcb->pcb_gs = 0;
 514                                         psignal(p, SIGBUS);
 515                                         return;
 516                                 }
 517                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 518                                                    doreti_iret_fault);
 519                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 520                                                    doreti_popl_ds_fault);
 521                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 522                                                    doreti_popl_es_fault);
 523                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 524                                                    doreti_popl_fs_fault);
 525                                 if (curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 526                                         frame.tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 527                                         return;
 528                                 }
 529                         }
 530                         break;
 531
 532                 case T_TSSFLT:
 533                         /*
 534                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 535                          * automatically when the kernel is entered.  This
 536                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 537                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 538                          * want to get this fault so that we can fix the
 539                          * problem here and not every time the kernel is
 540                          * entered.
 541                          */
 542                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 543                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 544                                 return;
 545                         }
 546                         break;
 547
 548                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 549                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 550                                 /*
 551                                  * We've just entered system mode via the
 552                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 553                                  * silently until the syscall handler has
 554                                  * saved the flags.
 555                                  */
 556                                 return;
 557                         }
 558                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 559                                 /*
 560                                  * The syscall handler has now saved the
 561                                  * flags.  Stop single stepping it.
 562                                  */
 563                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 564                                 return;
 565                         }
 566                         /*
 567                          * Ignore debug register trace traps due to
 568                          * accesses in the user's address space, which
 569                          * can happen under several conditions such as
 570                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 571                          * then passes that buffer to a system call.
 572                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 573                          * in kernel space because that is useful when
 574                          * debugging the kernel.
 575                          */
 576                         if (user_dbreg_trap()) {
 577                                 /*
 578                                  * Reset breakpoint bits because the
 579                                  * processor doesn't
 580                                  */
 581                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 582                                 return;
 583                         }
 584                         /*
 585                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 586                          */
 587                 case T_BPTFLT:
 588                         /*
 589                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 590                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 591                          */
 592 #ifdef DDB
 593                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 594                                 return;
 595 #endif
 596                         break;
 597
 598 #if NISA > 0
 599                 case T_NMI:
 600 #ifdef POWERFAIL_NMI
 601 #ifndef TIMER_FREQ
 602 #  define TIMER_FREQ 1193182
 603 #endif
 604         handle_powerfail:
 605                 {
 606                   static unsigned lastalert = 0;
 607
 608                   if(time_second - lastalert > 10)
 609                     {
 610                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 611                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 612                       lastalert = time_second;
 613                     }
 614                   return;
 615                 }
 616 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 617                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 618                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 619 #ifdef DDB
 620                                 /*
 621                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 622                                  * for debugging.
 623                                  */
 624                                 if (ddb_on_nmi) {
 625                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 626                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 627                                 }
 628 #endif /* DDB */
 629                                 return;
 630                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 631                                 return;
 632                         /* FALL THROUGH */
 633 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 634 #endif /* NISA > 0 */
 635                 }
 636
 637                 trap_fatal(&frame, eva);
 638                 return;
 639         }
 640
 641         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 642         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 643                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 644
 645         trapsignal(p, i, ucode);
 646
 647 #ifdef DEBUG
 648         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 649                 uprintf("fatal process exception: %s",
 650                         trap_msg[type]);
 651                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 652                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 653                 uprintf("\n");
 654         }
 655 #endif
 656
 657 out:
 658         userret(p, &frame, sticks, 1);
 659 }
 660
 661 #ifdef notyet
 662 /*
 663  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 664  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 665  * before this can be used. I think the only things remaining
 666  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 667  * debugging code.
 668  */
 669 static int
 670 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 671         struct trapframe *frame;
 672         int usermode;
 673         vm_offset_t eva;
 674 {
 675         vm_offset_t va;
 676         struct vmspace *vm = NULL;
 677         vm_map_t map = 0;
 678         int rv = 0;
 679         vm_prot_t ftype;
 680         struct proc *p = curproc;
 681
 682         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 683                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 684         else
 685                 ftype = VM_PROT_READ;
 686
 687         va = trunc_page(eva);
 688         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 689                 vm_offset_t v;
 690                 vm_page_t mpte;
 691
 692                 if (p == NULL ||
 693                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 694                      (intr_nesting_level != 0 ||
 695                       curthread->td_pcb->pcb_onfault == NULL))) {
 696                         trap_fatal(frame, eva);
 697                         return (-1);
 698                 }
 699
 700                 /*
 701                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 702                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 703                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 704                  */
 705                 vm = p->p_vmspace;
 706                 if (vm == NULL)
 707                         goto nogo;
 708
 709                 map = &vm->vm_map;
 710
 711                 /*
 712                  * Keep swapout from messing with us during this
 713                  *      critical time.
 714                  */
 715                 ++p->p_lock;
 716
 717                 /*
 718                  * Grow the stack if necessary
 719                  */
 720                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 721                  * a growable stack region and the stack growth
 722                  * fails.  It returns true if va was not within
 723                  * a growable stack region, or if the stack
 724                  * growth succeeded.
 725                  */
 726                 if (!grow_stack (p, va)) {
 727                         rv = KERN_FAILURE;
 728                         --p->p_lock;
 729                         goto nogo;
 730                 }
 731
 732                 /* Fault in the user page: */
 733                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 734                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 735                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 736
 737                 --p->p_lock;
 738         } else {
 739                 /*
 740                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 741                  */
 742                 if (usermode)
 743                         goto nogo;
 744
 745                 /*
 746                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 747                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 748                  * the page.
 749                  */
 750                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 751         }
 752
 753         if (rv == KERN_SUCCESS)
 754                 return (0);
 755 nogo:
 756         if (!usermode) {
 757                 if (intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 758                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 759                         return (0);
 760                 }
 761                 trap_fatal(frame, eva);
 762                 return (-1);
 763         }
 764
 765         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 766         frame->tf_err = eva;
 767
 768         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 769 }
 770 #endif
 771
 772 int
 773 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 774         struct trapframe *frame;
 775         int usermode;
 776         vm_offset_t eva;
 777 {
 778         vm_offset_t va;
 779         struct vmspace *vm = NULL;
 780         vm_map_t map = 0;
 781         int rv = 0;
 782         vm_prot_t ftype;
 783         struct proc *p = curproc;
 784
 785         va = trunc_page(eva);
 786         if (va >= KERNBASE) {
 787                 /*
 788                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 789                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 790                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 791                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 792                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 793                  * fault.
 794                  */
 795 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 796                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
 797                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 798                         return -2;
 799                 }
 800 #endif
 801                 if (usermode)
 802                         goto nogo;
 803
 804                 map = kernel_map;
 805         } else {
 806                 /*
 807                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 808                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 809                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 810                  */
 811                 if (p != NULL)
 812                         vm = p->p_vmspace;
 813
 814                 if (vm == NULL)
 815                         goto nogo;
 816
 817                 map = &vm->vm_map;
 818         }
 819
 820         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 821                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 822         else
 823                 ftype = VM_PROT_READ;
 824
 825         if (map != kernel_map) {
 826                 /*
 827                  * Keep swapout from messing with us during this
 828                  *      critical time.
 829                  */
 830                 ++p->p_lock;
 831
 832                 /*
 833                  * Grow the stack if necessary
 834                  */
 835                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 836                  * a growable stack region and the stack growth
 837                  * fails.  It returns true if va was not within
 838                  * a growable stack region, or if the stack
 839                  * growth succeeded.
 840                  */
 841                 if (!grow_stack (p, va)) {
 842                         rv = KERN_FAILURE;
 843                         --p->p_lock;
 844                         goto nogo;
 845                 }
 846
 847                 /* Fault in the user page: */
 848                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 849                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 850                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 851
 852                 --p->p_lock;
 853         } else {
 854                 /*
 855                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
 856                  */
 857                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 858         }
 859
 860         if (rv == KERN_SUCCESS)
 861                 return (0);
 862 nogo:
 863         if (!usermode) {
 864                 if (intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 865                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 866                         return (0);
 867                 }
 868                 trap_fatal(frame, eva);
 869                 return (-1);
 870         }
 871
 872         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 873         frame->tf_err = eva;
 874
 875         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 876 }
 877
 878 static void
 879 trap_fatal(frame, eva)
 880         struct trapframe *frame;
 881         vm_offset_t eva;
 882 {
 883         int code, type, ss, esp;
 884         struct soft_segment_descriptor softseg;
 885
 886         code = frame->tf_err;
 887         type = frame->tf_trapno;
 888         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 889
 890         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 891                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 892                         type, trap_msg[type],
 893                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 894                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 895 #ifdef SMP
 896         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 897         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 898         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 899         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 900 #endif
 901         if (type == T_PAGEFLT) {
 902                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 903                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 904                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 905                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 906                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 907         }
 908         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 909                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 910         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 911                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 912                 esp = frame->tf_esp;
 913         } else {
 914                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 915                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 916         }
 917         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 918         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 919         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 920                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 921         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 922                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 923                softseg.ssd_gran);
 924         printf("processor eflags        = ");
 925         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 926                 printf("trace trap, ");
 927         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 928                 printf("interrupt enabled, ");
 929         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 930                 printf("nested task, ");
 931         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 932                 printf("resume, ");
 933         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 934                 printf("vm86, ");
 935         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 936         printf("current process         = ");
 937         if (curproc) {
 938                 printf("%lu (%s)\n",
 939                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 940                     curproc->p_comm : "");
 941         } else {
 942                 printf("Idle\n");
 943         }
 944         printf("current thread          = pri %d ", curthread->td_pri);
 945         if (curthread->td_pri >= TDPRI_CRIT)
 946                 printf("(CRIT)");
 947         printf("\n");
 948         printf("interrupt mask          = ");
 949         if ((cpl & net_imask) == net_imask)
 950                 printf("net ");
 951         if ((cpl & tty_imask) == tty_imask)
 952                 printf("tty ");
 953         if ((cpl & bio_imask) == bio_imask)
 954                 printf("bio ");
 955         if ((cpl & cam_imask) == cam_imask)
 956                 printf("cam ");
 957         if (cpl == 0)
 958                 printf("none");
 959 #ifdef SMP
 960 /**
 961  *  XXX FIXME:
 962  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
 963  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
 964  */
 965         printf(" <- SMP: XXX");
 966 #endif
 967         printf("\n");
 968
 969 #ifdef KDB
 970         if (kdb_trap(&psl))
 971                 return;
 972 #endif
 973 #ifdef DDB
 974         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, 0, frame))
 975                 return;
 976 #endif
 977         printf("trap number             = %d\n", type);
 978         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 979                 panic("%s", trap_msg[type]);
 980         else
 981                 panic("unknown/reserved trap");
 982 }
 983
 984 /*
 985  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 986  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 987  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 988  * for example).
 989  *
 990  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 991  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 992  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 993  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 994  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 995  */
 996 void
 997 dblfault_handler()
 998 {
 999         printf("\nFatal double fault:\n");
1000         printf("eip = 0x%x\n", common_tss.tss_eip);
1001         printf("esp = 0x%x\n", common_tss.tss_esp);
1002         printf("ebp = 0x%x\n", common_tss.tss_ebp);
1003 #ifdef SMP
1004         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
1005         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1006         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
1007         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1008 #endif
1009         panic("double fault");
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
1014  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
1015  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
1016  * are thrown out early for other reasons.
1017  */
1018 int trapwrite(addr)
1019         unsigned addr;
1020 {
1021         struct proc *p;
1022         vm_offset_t va;
1023         struct vmspace *vm;
1024         int rv;
1025
1026         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
1027         /*
1028          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
1029          */
1030         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1031                 return (1);
1032
1033         p = curproc;
1034         vm = p->p_vmspace;
1035
1036         ++p->p_lock;
1037
1038         if (!grow_stack (p, va)) {
1039                 --p->p_lock;
1040                 return (1);
1041         }
1042
1043         /*
1044          * fault the data page
1045          */
1046         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
1047
1048         --p->p_lock;
1049
1050         if (rv != KERN_SUCCESS)
1051                 return 1;
1052
1053         return (0);
1054 }
1055
1056 /*
1057  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1058  *
1059  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1060  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1061  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1062  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1063  *
1064  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1065  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1066  */
1067 void
1068 syscall2(frame)
1069         struct trapframe frame;
1070 {
1071         caddr_t params;
1072         int i;
1073         struct sysent *callp;
1074         struct proc *p = curproc;
1075         register_t orig_tf_eflags;
1076         u_quad_t sticks;
1077         int error;
1078         int narg;
1079         int args[8];
1080         int have_mplock = 0;
1081         u_int code;
1082
1083 #ifdef DIAGNOSTIC
1084         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1085                 get_mplock();
1086                 panic("syscall");
1087                 /* NOT REACHED */
1088         }
1089 #endif
1090
1091         /*
1092          * handle atomicy by looping since interrupts are enabled and the
1093          * MP lock is not held.
1094          */
1095         sticks = ((volatile struct proc *)p)->p_sticks;
1096         while (sticks != ((volatile struct proc *)p)->p_sticks)
1097                 sticks = ((volatile struct proc *)p)->p_sticks;
1098
1099         p->p_md.md_regs = &frame;
1100         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1101         code = frame.tf_eax;
1102         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1103
1104         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1105                 /*
1106                  * The prep code is not MP aware.
1107                  */
1108                 get_mplock();
1109                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
1110                 rel_mplock();
1111         } else {
1112                 /*
1113                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1114                  * fuword is MP aware.
1115                  */
1116                 if (code == SYS_syscall) {
1117                         /*
1118                          * Code is first argument, followed by actual args.
1119                          */
1120                         code = fuword(params);
1121                         params += sizeof(int);
1122                 } else if (code == SYS___syscall) {
1123                         /*
1124                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1125                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1126                          */
1127                         code = fuword(params);
1128                         params += sizeof(quad_t);
1129                 }
1130         }
1131
1132         if (p->p_sysent->sv_mask)
1133                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
1134
1135         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1136                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1137         else
1138                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1139
1140         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1141
1142         /*
1143          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1144          */
1145         if (params && (i = narg * sizeof(int)) &&
1146             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
1147                 get_mplock();
1148                 have_mplock = 1;
1149 #ifdef KTRACE
1150                 if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL))
1151                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1152 #endif
1153                 goto bad;
1154         }
1155
1156         /*
1157          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1158          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1159          * we are ktracing
1160          */
1161         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1162                 get_mplock();
1163                 have_mplock = 1;
1164         }
1165
1166 #ifdef KTRACE
1167         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL)) {
1168                 if (have_mplock == 0) {
1169                         get_mplock();
1170                         have_mplock = 1;
1171                 }
1172                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1173         }
1174 #endif
1175         p->p_retval[0] = 0;
1176         p->p_retval[1] = frame.tf_edx;
1177
1178         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1179
1180         error = (*callp->sy_call)(p, args);
1181
1182         /*
1183          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1184          */
1185         switch (error) {
1186         case 0:
1187                 /*
1188                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1189                  * if this is a child returning from fork syscall.
1190                  */
1191                 p = curproc;
1192                 frame.tf_eax = p->p_retval[0];
1193                 frame.tf_edx = p->p_retval[1];
1194                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1195                 break;
1196
1197         case ERESTART:
1198                 /*
1199                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1200                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1201                  */
1202                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1203                 break;
1204
1205         case EJUSTRETURN:
1206                 break;
1207
1208         default:
1209 bad:
1210                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1211                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1212                                 error = -1;     /* XXX */
1213                         else
1214                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1215                 }
1216                 frame.tf_eax = error;
1217                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1218                 break;
1219         }
1220
1221         /*
1222          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1223          */
1224         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1225                 if (have_mplock == 0) {
1226                         get_mplock();
1227                         have_mplock = 1;
1228                 }
1229                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1230                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1231         }
1232
1233         /*
1234          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1235          */
1236         have_mplock = userret(p, &frame, sticks, have_mplock);
1237
1238 #ifdef KTRACE
1239         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET)) {
1240                 if (have_mplock == 0) {
1241                         get_mplock();
1242                         have_mplock = 1;
1243                 }
1244                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, p->p_retval[0]);
1245         }
1246 #endif
1247
1248         /*
1249          * This works because errno is findable through the
1250          * register set.  If we ever support an emulation where this
1251          * is not the case, this code will need to be revisited.
1252          */
1253         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1254
1255         /*
1256          * Release the MP lock if we had to get it
1257          */
1258         if (have_mplock)
1259                 rel_mplock();
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1264  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1265  * held on return.
1266  */
1267 void
1268 fork_return(p, frame)
1269         struct proc *p;
1270         struct trapframe frame;
1271 {
1272         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1273         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1274         frame.tf_edx = 1;
1275
1276         userret(p, &frame, 0, 1);
1277 #ifdef KTRACE
1278         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET))
1279                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1280 #endif
1281 }