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 1.90 2007/01/07 05:41:02 dillon Exp $
  40  */
  41
  42 /*
  43  * 386 Trap and System call handling
  44  */
  45
  46 #include "use_isa.h"
  47 #include "use_npx.h"
  48
  49 #include "opt_cpu.h"
  50 #include "opt_ddb.h"
  51 #include "opt_ktrace.h"
  52 #include "opt_clock.h"
  53 #include "opt_trap.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/proc.h>
  58 #include <sys/pioctl.h>
  59 #include <sys/kernel.h>
  60 #include <sys/resourcevar.h>
  61 #include <sys/signalvar.h>
  62 #include <sys/syscall.h>
  63 #include <sys/sysctl.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/uio.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/malloc.h>
  68 #ifdef KTRACE
  69 #include <sys/ktrace.h>
  70 #endif
  71 #include <sys/upcall.h>
  72 #include <sys/vkernel.h>
  73 #include <sys/sysproto.h>
  74 #include <sys/sysunion.h>
  75
  76 #include <vm/vm.h>
  77 #include <vm/vm_param.h>
  78 #include <sys/lock.h>
  79 #include <vm/pmap.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84
  85 #include <machine/cpu.h>
  86 #include <machine/md_var.h>
  87 #include <machine/pcb.h>
  88 #include <machine/smp.h>
  89 #include <machine/tss.h>
  90 #include <machine/globaldata.h>
  91
  92 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
  93
  94 #ifdef POWERFAIL_NMI
  95 #include <sys/syslog.h>
  96 #include <machine/clock.h>
  97 #endif
  98
  99 #include <machine/vm86.h>
 100
 101 #include <ddb/ddb.h>
 102 #include <sys/msgport2.h>
 103 #include <sys/thread2.h>
 104
 105 #ifdef SMP
 106
 107 #define MAKEMPSAFE(have_mplock)                 \
 108         if (have_mplock == 0) {                 \
 109                 get_mplock();                   \
 110                 have_mplock = 1;                \
 111         }
 112
 113 #else
 114
 115 #define MAKEMPSAFE(have_mplock)
 116
 117 #endif
 118
 119 int (*pmath_emulate) (struct trapframe *);
 120
 121 extern void trap (struct trapframe frame);
 122 extern int trapwrite (unsigned addr);
 123 extern void syscall2 (struct trapframe frame);
 124
 125 static int trap_pfault (struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 126 static void trap_fatal (struct trapframe *, vm_offset_t);
 127 void dblfault_handler (void);
 128
 129 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 130
 131 #define MAX_TRAP_MSG            28
 132 static char *trap_msg[] = {
 133         "",                                     /*  0 unused */
 134         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 135         "",                                     /*  2 unused */
 136         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 137         "",                                     /*  4 unused */
 138         "",                                     /*  5 unused */
 139         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 140         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 141         "",                                     /*  8 unused */
 142         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 143         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 144         "",                                     /* 11 unused */
 145         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 146         "",                                     /* 13 unused */
 147         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 148         "",                                     /* 15 unused */
 149         "",                                     /* 16 unused */
 150         "",                                     /* 17 unused */
 151         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 152         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 153         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 154         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 155         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 156         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 157         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 158         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 159         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 160         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 161         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 162 };
 163
 164 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 165 extern int has_f00f_bug;
 166 #endif
 167
 168 #ifdef DDB
 169 static int ddb_on_nmi = 1;
 170 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ddb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 171         &ddb_on_nmi, 0, "Go to DDB on NMI");
 172 #endif
 173 static int panic_on_nmi = 1;
 174 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 175         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 176 static int fast_release;
 177 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, fast_release, CTLFLAG_RW,
 178         &fast_release, 0, "Passive Release was optimal");
 179 static int slow_release;
 180 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, slow_release, CTLFLAG_RW,
 181         &slow_release, 0, "Passive Release was nonoptimal");
 182 #ifdef SMP
 183 static int syscall_mpsafe = 0;
 184 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, syscall_mpsafe, CTLFLAG_RW,
 185         &syscall_mpsafe, 0, "Allow MPSAFE marked syscalls to run without BGL");
 186 TUNABLE_INT("kern.syscall_mpsafe", &syscall_mpsafe);
 187 static int trap_mpsafe = 0;
 188 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, trap_mpsafe, CTLFLAG_RW,
 189         &trap_mpsafe, 0, "Allow traps to mostly run without the BGL");
 190 TUNABLE_INT("kern.trap_mpsafe", &trap_mpsafe);
 191 #endif
 192
 193 MALLOC_DEFINE(M_SYSMSG, "sysmsg", "sysmsg structure");
 194 extern int max_sysmsg;
 195
 196 /*
 197  * Passive USER->KERNEL transition.  This only occurs if we block in the
 198  * kernel while still holding our userland priority.  We have to fixup our
 199  * priority in order to avoid potential deadlocks before we allow the system
 200  * to switch us to another thread.
 201  */
 202 static void
 203 passive_release(struct thread *td)
 204 {
 205         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 206
 207         td->td_release = NULL;
 208         lwkt_setpri_self(TDPRI_KERN_USER);
 209         lp->lwp_proc->p_usched->release_curproc(lp);
 210 }
 211
 212 /*
 213  * userenter() passively intercepts the thread switch function to increase
 214  * the thread priority from a user priority to a kernel priority, reducing
 215  * syscall and trap overhead for the case where no switch occurs.
 216  */
 217
 218 static __inline void
 219 userenter(struct thread *curtd)
 220 {
 221         curtd->td_release = passive_release;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Handle signals, upcalls, profiling, and other AST's and/or tasks that
 226  * must be completed before we can return to or try to return to userland.
 227  *
 228  * Note that td_sticks is a 64 bit quantity, but there's no point doing 64
 229  * arithmatic on the delta calculation so the absolute tick values are
 230  * truncated to an integer.
 231  */
 232 static void
 233 userret(struct lwp *lp, struct trapframe *frame, int sticks)
 234 {
 235         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 236         int sig;
 237
 238         /*
 239          * Charge system time if profiling.  Note: times are in microseconds.
 240          * This may do a copyout and block, so do it first even though it
 241          * means some system time will be charged as user time.
 242          */
 243         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 244                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 245                         (u_int)((int)lp->lwp_thread->td_sticks - sticks));
 246         }
 247
 248 recheck:
 249         /*
 250          * Block here if we are in a stopped state.
 251          */
 252         if (p->p_flag & P_STOPPED) {
 253                 get_mplock();
 254                 tstop(p);
 255                 rel_mplock();
 256                 goto recheck;
 257         }
 258
 259         /*
 260          * Post any pending upcalls
 261          */
 262         if (p->p_flag & P_UPCALLPEND) {
 263                 p->p_flag &= ~P_UPCALLPEND;
 264                 get_mplock();
 265                 postupcall(lp);
 266                 rel_mplock();
 267                 goto recheck;
 268         }
 269
 270         /*
 271          * Post any pending signals
 272          */
 273         if ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 274                 get_mplock();
 275                 postsig(sig);
 276                 rel_mplock();
 277                 goto recheck;
 278         }
 279
 280         /*
 281          * block here if we are swapped out, but still process signals
 282          * (such as SIGKILL).  proc0 (the swapin scheduler) is already
 283          * aware of our situation, we do not have to wake it up.
 284          */
 285         if (p->p_flag & P_SWAPPEDOUT) {
 286                 get_mplock();
 287                 p->p_flag |= P_SWAPWAIT;
 288                 swapin_request();
 289                 if (p->p_flag & P_SWAPWAIT)
 290                         tsleep(p, PCATCH, "SWOUT", 0);
 291                 p->p_flag &= ~P_SWAPWAIT;
 292                 rel_mplock();
 293                 goto recheck;
 294         }
 295 }
 296
 297 /*
 298  * Cleanup from userenter and any passive release that might have occured.
 299  * We must reclaim the current-process designation before we can return
 300  * to usermode.  We also handle both LWKT and USER reschedule requests.
 301  */
 302 static __inline void
 303 userexit(struct lwp *lp)
 304 {
 305         struct thread *td = lp->lwp_thread;
 306         globaldata_t gd = td->td_gd;
 307
 308 #if 0
 309         /*
 310          * If a user reschedule is requested force a new process to be
 311          * chosen by releasing the current process.  Our process will only
 312          * be chosen again if it has a considerably better priority.
 313          */
 314         if (user_resched_wanted())
 315                 lp->lwp_proc->p_usched->release_curproc(lp);
 316 #endif
 317
 318         /*
 319          * Handle a LWKT reschedule request first.  Since our passive release
 320          * is still in place we do not have to do anything special.
 321          */
 322         if (lwkt_resched_wanted())
 323                 lwkt_switch();
 324
 325         /*
 326          * Acquire the current process designation for this user scheduler
 327          * on this cpu.  This will also handle any user-reschedule requests.
 328          */
 329         lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
 330         /* We may have switched cpus on acquisition */
 331         gd = td->td_gd;
 332
 333         /*
 334          * Reduce our priority in preparation for a return to userland.  If
 335          * our passive release function was still in place, our priority was
 336          * never raised and does not need to be reduced.
 337          */
 338         if (td->td_release == NULL)
 339                 lwkt_setpri_self(TDPRI_USER_NORM);
 340         td->td_release = NULL;
 341
 342         /*
 343          * After reducing our priority there might be other kernel-level
 344          * LWKTs that now have a greater priority.  Run them as necessary.
 345          * We don't have to worry about losing cpu to userland because
 346          * we still control the current-process designation and we no longer
 347          * have a passive release function installed.
 348          */
 349         if (lwkt_checkpri_self())
 350                 lwkt_switch();
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Exception, fault, and trap interface to the kernel.
 355  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 356  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 357  * frame after the exception has been processed.
 358  *
 359  * This function is also called from doreti in an interlock to handle ASTs.
 360  * For example:  hardwareint->INTROUTINE->(set ast)->doreti->trap
 361  *
 362  * NOTE!  We have to retrieve the fault address prior to obtaining the
 363  * MP lock because get_mplock() may switch out.  YYY cr2 really ought
 364  * to be retrieved by the assembly code, not here.
 365  *
 366  * XXX gd_trap_nesting_level currently prevents lwkt_switch() from panicing
 367  * if an attempt is made to switch from a fast interrupt or IPI.  This is
 368  * necessary to properly take fatal kernel traps on SMP machines if
 369  * get_mplock() has to block.
 370  */
 371
 372 void
 373 trap(struct trapframe frame)
 374 {
 375         struct globaldata *gd = mycpu;
 376         struct thread *td = gd->gd_curthread;
 377         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 378         struct proc *p;
 379         int sticks = 0;
 380         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 381 #ifdef SMP
 382         int have_mplock = 0;
 383 #endif
 384 #ifdef INVARIANTS
 385         int crit_count = td->td_pri & ~TDPRI_MASK;
 386 #endif
 387         vm_offset_t eva;
 388
 389         p = td->td_proc;
 390 #ifdef DDB
 391         if (db_active) {
 392                 eva = (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT ? rcr2() : 0);
 393                 ++gd->gd_trap_nesting_level;
 394                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 395                 trap_fatal(&frame, eva);
 396                 --gd->gd_trap_nesting_level;
 397                 goto out2;
 398         }
 399 #endif
 400
 401         eva = 0;
 402         ++gd->gd_trap_nesting_level;
 403         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 404                 /*
 405                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 406                  * This problem is worked around by using an interrupt
 407                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 408                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 409                  *
 410                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 411                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 412                  * flow of control too much for this to be obviously
 413                  * correct.
 414                  */
 415                 eva = rcr2();
 416                 cpu_enable_intr();
 417         }
 418 #ifdef SMP
 419         if (trap_mpsafe == 0)
 420                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 421 #endif
 422
 423         --gd->gd_trap_nesting_level;
 424
 425         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 426                 /*
 427                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 428                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 429                  * it is better than running with interrupts disabled until
 430                  * they are accidentally enabled later.
 431                  */
 432                 type = frame.tf_trapno;
 433                 if (ISPL(frame.tf_cs)==SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 434                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 435                         kprintf(
 436                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 437                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 438                 } else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP) {
 439                         /*
 440                          * XXX not quite right, since this may be for a
 441                          * multiple fault in user mode.
 442                          */
 443                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 444                         kprintf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 445                             type);
 446                 }
 447                 cpu_enable_intr();
 448         }
 449
 450 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 451 restart:
 452 #endif
 453         type = frame.tf_trapno;
 454         code = frame.tf_err;
 455
 456         if (in_vm86call) {
 457                 ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
 458                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 459                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 460 #ifdef SMP
 461                         KKASSERT(td->td_mpcount > 0);
 462 #endif
 463                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 464 #ifdef SMP
 465                         KKASSERT(td->td_mpcount > 0);
 466 #endif
 467                         if (i != 0) {
 468                                 /*
 469                                  * returns to original process
 470                                  */
 471 #ifdef SMP
 472                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame,
 473                                           have_mplock);
 474 #else
 475                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame, 0);
 476 #endif
 477                                 KKASSERT(0); /* NOT REACHED */
 478                         }
 479                         goto out2;
 480                 }
 481                 switch (type) {
 482                         /*
 483                          * these traps want either a process context, or
 484                          * assume a normal userspace trap.
 485                          */
 486                 case T_PROTFLT:
 487                 case T_SEGNPFLT:
 488                         trap_fatal(&frame, eva);
 489                         goto out2;
 490                 case T_TRCTRAP:
 491                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 492                         /* FALL THROUGH */
 493                 }
 494                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 495         }
 496
 497         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 498                 /* user trap */
 499
 500                 userenter(td);
 501
 502                 sticks = (int)td->td_sticks;
 503                 lp->lwp_md.md_regs = &frame;
 504
 505                 switch (type) {
 506                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 507                         ucode = type;
 508                         i = SIGILL;
 509                         break;
 510
 511                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 512                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 513                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 514                         i = SIGTRAP;
 515                         break;
 516
 517                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 518                         ucode = code;
 519                         i = SIGFPE;
 520                         break;
 521
 522                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 523                         mycpu->gd_cnt.v_soft++;
 524                         if (mycpu->gd_reqflags & RQF_AST_OWEUPC) {
 525                                 atomic_clear_int_nonlocked(&mycpu->gd_reqflags,
 526                                             RQF_AST_OWEUPC);
 527                                 addupc_task(p, p->p_prof.pr_addr,
 528                                             p->p_prof.pr_ticks);
 529                         }
 530                         goto out;
 531
 532                         /*
 533                          * The following two traps can happen in
 534                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 535                          * them specially.
 536                          */
 537                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 538                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 539                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 540                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 541                                 if (i == 0)
 542                                         goto out;
 543                                 break;
 544                         }
 545                         /* FALL THROUGH */
 546
 547                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 548                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 549                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 550                 default:
 551                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 552                         i = SIGBUS;
 553                         break;
 554
 555                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 556                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 557                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 558                         if (i == -1)
 559                                 goto out;
 560 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 561                         if (i == -2)
 562                                 goto restart;
 563 #endif
 564                         if (i == 0)
 565                                 goto out;
 566
 567                         ucode = T_PAGEFLT;
 568
 569                         /*
 570                          * The code is lost because tf_err is overwritten
 571                          * with the fault address.  Store it in the upper
 572                          * 16 bits of tf_trapno for vkernel consumption.
 573                          *
 574                          * This is a horrible kludge but saves us from having
 575                          * to add a new field to the trapframe (making it
 576                          * incompatible with existing apps).
 577                          */
 578                         if (p->p_vkernel)
 579                                 frame.tf_trapno |= (code << 16);
 580                         break;
 581
 582                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 583                         ucode = FPE_INTDIV;
 584                         i = SIGFPE;
 585                         break;
 586
 587 #if NISA > 0
 588                 case T_NMI:
 589                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 590 #ifdef POWERFAIL_NMI
 591                         goto handle_powerfail;
 592 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 593                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 594                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 595 #ifdef DDB
 596                                 /*
 597                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 598                                  * for debugging.
 599                                  */
 600                                 if (ddb_on_nmi) {
 601                                         kprintf ("NMI ... going to debugger\n");
 602                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 603                                 }
 604 #endif /* DDB */
 605                                 goto out2;
 606                         } else if (panic_on_nmi)
 607                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 608                         break;
 609 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 610 #endif /* NISA > 0 */
 611
 612                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 613                         ucode = FPE_INTOVF;
 614                         i = SIGFPE;
 615                         break;
 616
 617                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 618                         ucode = FPE_FLTSUB;
 619                         i = SIGFPE;
 620                         break;
 621
 622                 case T_DNA:
 623 #if NNPX > 0
 624                         /*
 625                          * The kernel may have switched out the FP unit's
 626                          * state, causing the user process to take a fault
 627                          * when it tries to use the FP unit.  Restore the
 628                          * state here
 629                          */
 630                         if (npxdna())
 631                                 goto out;
 632 #endif
 633                         if (!pmath_emulate) {
 634                                 i = SIGFPE;
 635                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 636                                 break;
 637                         }
 638                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 639                         if (i == 0) {
 640                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 641                                         goto out2;
 642                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 643                                 i = SIGTRAP;
 644                         }
 645                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 646                         break;
 647
 648                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 649                         ucode = T_FPOPFLT;
 650                         i = SIGILL;
 651                         break;
 652
 653                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 654                         ucode = 0; /* XXX */
 655                         i = SIGFPE;
 656                         break;
 657                 }
 658         } else {
 659 kernel_trap:
 660                 /* kernel trap */
 661
 662                 switch (type) {
 663                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 664                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 665                         trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 666                         goto out2;
 667
 668                 case T_DNA:
 669 #if NNPX > 0
 670                         /*
 671                          * The kernel may be using npx for copying or other
 672                          * purposes.
 673                          */
 674                         if (npxdna())
 675                                 goto out2;
 676 #endif
 677                         break;
 678
 679                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 680                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 681                         /*
 682                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 683                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 684                          * This causes a fault in kernel mode when the
 685                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 686                          * to get this fault so that we can fix the
 687                          * problem here and not have to check all the
 688                          * selectors and pointers when the user changes
 689                          * them.
 690                          */
 691 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 692         do {                                                            \
 693                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 694                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 695                         goto out2;                                      \
 696                 }                                                       \
 697         } while (0)
 698                         /*
 699                          * Since we don't save %gs across an interrupt
 700                          * frame this check must occur outside the intr
 701                          * nesting level check.
 702                          */
 703                         if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 704                                 td->td_pcb->pcb_gs = 0;
 705                                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 706                                 ksignal(p, SIGBUS);
 707                                 goto out2;
 708                         }
 709                         if (mycpu->gd_intr_nesting_level == 0) {
 710                                 /*
 711                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 712                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 713                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 714                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 715                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 716                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 717                                  * a signal.
 718                                  */
 719                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 720                                                    doreti_iret_fault);
 721                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 722                                                    doreti_popl_ds_fault);
 723                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 724                                                    doreti_popl_es_fault);
 725                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 726                                                    doreti_popl_fs_fault);
 727                                 if (td->td_pcb->pcb_onfault) {
 728                                         frame.tf_eip =
 729                                             (register_t)td->td_pcb->pcb_onfault;
 730                                         goto out2;
 731                                 }
 732                         }
 733                         break;
 734
 735                 case T_TSSFLT:
 736                         /*
 737                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 738                          * automatically when the kernel is entered.  This
 739                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 740                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 741                          * want to get this fault so that we can fix the
 742                          * problem here and not every time the kernel is
 743                          * entered.
 744                          */
 745                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 746                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 747                                 goto out2;
 748                         }
 749                         break;
 750
 751                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 752                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 753                                 /*
 754                                  * We've just entered system mode via the
 755                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 756                                  * silently until the syscall handler has
 757                                  * saved the flags.
 758                                  */
 759                                 goto out2;
 760                         }
 761                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 762                                 /*
 763                                  * The syscall handler has now saved the
 764                                  * flags.  Stop single stepping it.
 765                                  */
 766                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 767                                 goto out2;
 768                         }
 769                         /*
 770                          * Ignore debug register trace traps due to
 771                          * accesses in the user's address space, which
 772                          * can happen under several conditions such as
 773                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 774                          * then passes that buffer to a system call.
 775                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 776                          * in kernel space because that is useful when
 777                          * debugging the kernel.
 778                          */
 779                         if (user_dbreg_trap()) {
 780                                 /*
 781                                  * Reset breakpoint bits because the
 782                                  * processor doesn't
 783                                  */
 784                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 785                                 goto out2;
 786                         }
 787                         /*
 788                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 789                          */
 790                 case T_BPTFLT:
 791                         /*
 792                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 793                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 794                          */
 795 #ifdef DDB
 796                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 797                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 798                                 goto out2;
 799 #endif
 800                         break;
 801
 802 #if NISA > 0
 803                 case T_NMI:
 804                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 805 #ifdef POWERFAIL_NMI
 806 #ifndef TIMER_FREQ
 807 #  define TIMER_FREQ 1193182
 808 #endif
 809         handle_powerfail:
 810                 {
 811                   static unsigned lastalert = 0;
 812
 813                   if(time_second - lastalert > 10)
 814                     {
 815                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 816                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 817                       lastalert = time_second;
 818                     }
 819                     /* YYY mp count */
 820                   goto out2;
 821                 }
 822 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 823                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 824                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 825 #ifdef DDB
 826                                 /*
 827                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 828                                  * for debugging.
 829                                  */
 830                                 if (ddb_on_nmi) {
 831                                         kprintf ("NMI ... going to debugger\n");
 832                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 833                                 }
 834 #endif /* DDB */
 835                                 goto out2;
 836                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 837                                 goto out2;
 838                         /* FALL THROUGH */
 839 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 840 #endif /* NISA > 0 */
 841                 }
 842
 843                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 844                 trap_fatal(&frame, eva);
 845                 goto out2;
 846         }
 847
 848         /*
 849          * Virtual kernel intercept - if the fault is directly related to a
 850          * VM context managed by a virtual kernel then let the virtual kernel
 851          * handle it.
 852          */
 853         if (p->p_vkernel && p->p_vkernel->vk_current) {
 854                 vkernel_trap(p, &frame);
 855                 goto out;
 856         }
 857
 858         /*
 859          * Translate fault for emulators (e.g. Linux)
 860          */
 861         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 862                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 863
 864         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 865         trapsignal(p, i, ucode);
 866
 867 #ifdef DEBUG
 868         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 869                 uprintf("fatal process exception: %s",
 870                         trap_msg[type]);
 871                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 872                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 873                 uprintf("\n");
 874         }
 875 #endif
 876
 877 out:
 878 #ifdef SMP
 879         if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL)
 880                 KASSERT(td->td_mpcount == have_mplock, ("badmpcount trap/end from %p", (void *)frame.tf_eip));
 881 #endif
 882         userret(lp, &frame, sticks);
 883         userexit(lp);
 884 out2:   ;
 885 #ifdef SMP
 886         if (have_mplock)
 887                 rel_mplock();
 888 #endif
 889 #ifdef INVARIANTS
 890         KASSERT(crit_count == (td->td_pri & ~TDPRI_MASK),
 891                 ("syscall: critical section count mismatch! %d/%d",
 892                 crit_count / TDPRI_CRIT, td->td_pri / TDPRI_CRIT));
 893 #endif
 894 }
 895
 896 #ifdef notyet
 897 /*
 898  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 899  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 900  * before this can be used. I think the only things remaining
 901  * to be made safe is the process tracing/debugging code.
 902  */
 903 static int
 904 trap_pfault(struct trapframe *frame, int usermode, vm_offset_t eva)
 905 {
 906         vm_offset_t va;
 907         struct vmspace *vm = NULL;
 908         vm_map_t map = 0;
 909         int rv = 0;
 910         vm_prot_t ftype;
 911         thread_t td = curthread;
 912         struct proc *p = td->td_proc;   /* may be NULL */
 913
 914         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 915                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 916         else
 917                 ftype = VM_PROT_READ;
 918
 919         va = trunc_page(eva);
 920         if (va < KvaStart) {
 921                 vm_offset_t v;
 922                 vm_page_t mpte;
 923
 924                 if (p == NULL ||
 925                     (!usermode && va < VM_MAX_USER_ADDRESS &&
 926                      (td->td_gd->gd_intr_nesting_level != 0 ||
 927                       td->td_pcb->pcb_onfault == NULL))) {
 928                         trap_fatal(frame, eva);
 929                         return (-1);
 930                 }
 931
 932                 /*
 933                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 934                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 935                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 936                  */
 937                 vm = p->p_vmspace;
 938                 if (vm == NULL)
 939                         goto nogo;
 940
 941                 map = &vm->vm_map;
 942
 943                 /*
 944                  * Keep swapout from messing with us during this
 945                  *      critical time.
 946                  */
 947                 ++p->p_lock;
 948
 949                 /*
 950                  * Grow the stack if necessary
 951                  */
 952                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 953                  * a growable stack region and the stack growth
 954                  * fails.  It returns true if va was not within
 955                  * a growable stack region, or if the stack
 956                  * growth succeeded.
 957                  */
 958                 if (!grow_stack (p, va)) {
 959                         rv = KERN_FAILURE;
 960                         --p->p_lock;
 961                         goto nogo;
 962                 }
 963
 964                 /* Fault in the user page: */
 965                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 966                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 967                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 968
 969                 --p->p_lock;
 970         } else {
 971                 /*
 972                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 973                  */
 974                 if (usermode)
 975                         goto nogo;
 976
 977                 /*
 978                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 979                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 980                  * the page.
 981                  */
 982                 rv = vm_fault(&kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 983         }
 984
 985         if (rv == KERN_SUCCESS)
 986                 return (0);
 987 nogo:
 988         if (!usermode) {
 989                 if (mtd->td_gd->gd_intr_nesting_level == 0 &&
 990                     td->td_pcb->pcb_onfault) {
 991                         frame->tf_eip = (register_t)td->td_pcb->pcb_onfault;
 992                         return (0);
 993                 }
 994                 trap_fatal(frame, eva);
 995                 return (-1);
 996         }
 997
 998         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 999         frame->tf_err = eva;
1000
1001         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
1002 }
1003 #endif
1004
1005 int
1006 trap_pfault(struct trapframe *frame, int usermode, vm_offset_t eva)
1007 {
1008         vm_offset_t va;
1009         struct vmspace *vm = NULL;
1010         vm_map_t map = 0;
1011         int rv = 0;
1012         vm_prot_t ftype;
1013         thread_t td = curthread;
1014         struct proc *p = td->td_proc;
1015
1016         va = trunc_page(eva);
1017         if (va >= KERNBASE) {
1018                 /*
1019                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
1020                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
1021                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
1022                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
1023                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
1024                  * fault.
1025                  */
1026 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1027                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
1028                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
1029                         return -2;
1030                 }
1031 #endif
1032                 if (usermode)
1033                         goto nogo;
1034
1035                 map = &kernel_map;
1036         } else {
1037                 /*
1038                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
1039                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
1040                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
1041                  */
1042                 if (p != NULL)
1043                         vm = p->p_vmspace;
1044
1045                 if (vm == NULL)
1046                         goto nogo;
1047
1048                 map = &vm->vm_map;
1049         }
1050
1051         if (frame->tf_err & PGEX_W)
1052                 ftype = VM_PROT_WRITE;
1053         else
1054                 ftype = VM_PROT_READ;
1055
1056         if (map != &kernel_map) {
1057                 /*
1058                  * Keep swapout from messing with us during this
1059                  *      critical time.
1060                  */
1061                 ++p->p_lock;
1062
1063                 /*
1064                  * Grow the stack if necessary
1065                  */
1066                 /* grow_stack returns false only if va falls into
1067                  * a growable stack region and the stack growth
1068                  * fails.  It returns true if va was not within
1069                  * a growable stack region, or if the stack
1070                  * growth succeeded.
1071                  */
1072                 if (!grow_stack (p, va)) {
1073                         rv = KERN_FAILURE;
1074                         --p->p_lock;
1075                         goto nogo;
1076                 }
1077
1078                 /* Fault in the user page: */
1079                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
1080                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
1081                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
1082
1083                 --p->p_lock;
1084         } else {
1085                 /*
1086                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
1087                  */
1088                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
1089         }
1090
1091         if (rv == KERN_SUCCESS)
1092                 return (0);
1093 nogo:
1094         if (!usermode) {
1095                 if (td->td_gd->gd_intr_nesting_level == 0 &&
1096                     td->td_pcb->pcb_onfault) {
1097                         frame->tf_eip = (register_t)td->td_pcb->pcb_onfault;
1098                         return (0);
1099                 }
1100                 trap_fatal(frame, eva);
1101                 return (-1);
1102         }
1103
1104         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
1105         frame->tf_err = eva;
1106
1107         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
1108 }
1109
1110 static void
1111 trap_fatal(struct trapframe *frame, vm_offset_t eva)
1112 {
1113         int code, type, ss, esp;
1114         struct soft_segment_descriptor softseg;
1115
1116         code = frame->tf_err;
1117         type = frame->tf_trapno;
1118         sdtossd(&gdt[mycpu->gd_cpuid * NGDT + IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
1119
1120         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1121                 kprintf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
1122                         type, trap_msg[type],
1123                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
1124                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
1125 #ifdef SMP
1126         /* three separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1127         kprintf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1128         kprintf("cpuid = %d; ", mycpu->gd_cpuid);
1129         kprintf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1130 #endif
1131         if (type == T_PAGEFLT) {
1132                 kprintf("fault virtual address  = 0x%x\n", eva);
1133                 kprintf("fault code             = %s %s, %s\n",
1134                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
1135                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
1136                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
1137         }
1138         kprintf("instruction pointer    = 0x%x:0x%x\n",
1139                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
1140         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
1141                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
1142                 esp = frame->tf_esp;
1143         } else {
1144                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
1145                 esp = (int)&frame->tf_esp;
1146         }
1147         kprintf("stack pointer          = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
1148         kprintf("frame pointer          = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
1149         kprintf("code segment           = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
1150                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
1151         kprintf("                       = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
1152                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
1153                softseg.ssd_gran);
1154         kprintf("processor eflags       = ");
1155         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
1156                 kprintf("trace trap, ");
1157         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
1158                 kprintf("interrupt enabled, ");
1159         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
1160                 kprintf("nested task, ");
1161         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
1162                 kprintf("resume, ");
1163         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
1164                 kprintf("vm86, ");
1165         kprintf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
1166         kprintf("current process                = ");
1167         if (curproc) {
1168                 kprintf("%lu (%s)\n",
1169                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
1170                     curproc->p_comm : "");
1171         } else {
1172                 kprintf("Idle\n");
1173         }
1174         kprintf("current thread          = pri %d ", curthread->td_pri);
1175         if (curthread->td_pri >= TDPRI_CRIT)
1176                 kprintf("(CRIT)");
1177         kprintf("\n");
1178 #ifdef SMP
1179 /**
1180  *  XXX FIXME:
1181  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
1182  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
1183  */
1184         kprintf(" <- SMP: XXX");
1185 #endif
1186         kprintf("\n");
1187
1188 #ifdef KDB
1189         if (kdb_trap(&psl))
1190                 return;
1191 #endif
1192 #ifdef DDB
1193         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, code, frame))
1194                 return;
1195 #endif
1196         kprintf("trap number            = %d\n", type);
1197         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1198                 panic("%s", trap_msg[type]);
1199         else
1200                 panic("unknown/reserved trap");
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
1205  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
1206  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
1207  * for example).
1208  *
1209  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
1210  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
1211  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
1212  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
1213  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
1214  */
1215 void
1216 dblfault_handler(void)
1217 {
1218         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
1219
1220         kprintf("\nFatal double fault:\n");
1221         kprintf("eip = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_eip);
1222         kprintf("esp = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_esp);
1223         kprintf("ebp = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_ebp);
1224 #ifdef SMP
1225         /* three separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1226         kprintf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1227         kprintf("cpuid = %d; ", mycpu->gd_cpuid);
1228         kprintf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1229 #endif
1230         panic("double fault");
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
1235  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
1236  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
1237  * are thrown out early for other reasons.
1238  */
1239 int
1240 trapwrite(unsigned addr)
1241 {
1242         struct proc *p;
1243         vm_offset_t va;
1244         struct vmspace *vm;
1245         int rv;
1246
1247         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
1248         /*
1249          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
1250          */
1251         if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1252                 return (1);
1253
1254         p = curproc;
1255         vm = p->p_vmspace;
1256
1257         ++p->p_lock;
1258
1259         if (!grow_stack (p, va)) {
1260                 --p->p_lock;
1261                 return (1);
1262         }
1263
1264         /*
1265          * fault the data page
1266          */
1267         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
1268
1269         --p->p_lock;
1270
1271         if (rv != KERN_SUCCESS)
1272                 return 1;
1273
1274         return (0);
1275 }
1276
1277 /*
1278  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1279  *
1280  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1281  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1282  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1283  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1284  *
1285  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1286  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1287  *
1288  *      MPSAFE - note that large sections of this routine are run without
1289  *               the MP lock.
1290  */
1291
1292 void
1293 syscall2(struct trapframe frame)
1294 {
1295         struct thread *td = curthread;
1296         struct proc *p = td->td_proc;
1297         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1298         caddr_t params;
1299         struct sysent *callp;
1300         register_t orig_tf_eflags;
1301         int sticks;
1302         int error;
1303         int narg;
1304 #ifdef INVARIANTS
1305         int crit_count = td->td_pri & ~TDPRI_MASK;
1306 #endif
1307 #ifdef SMP
1308         int have_mplock = 0;
1309 #endif
1310         u_int code;
1311         union sysunion args;
1312
1313 #ifdef DIAGNOSTIC
1314         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1315                 get_mplock();
1316                 panic("syscall");
1317                 /* NOT REACHED */
1318         }
1319 #endif
1320
1321 #ifdef SMP
1322         KASSERT(td->td_mpcount == 0, ("badmpcount syscall2 from %p", (void *)frame.tf_eip));
1323         if (syscall_mpsafe == 0)
1324                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1325 #endif
1326         userenter(td);          /* lazy raise our priority */
1327
1328         /*
1329          * Misc
1330          */
1331         sticks = (int)td->td_sticks;
1332         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1333
1334         /*
1335          * Virtual kernel intercept - if a VM context managed by a virtual
1336          * kernel issues a system call the virtual kernel handles it, not us.
1337          * Restore the virtual kernel context and return from its system
1338          * call.  The current frame is copied out to the virtual kernel.
1339          */
1340         if (p->p_vkernel && p->p_vkernel->vk_current) {
1341                 error = vkernel_trap(p, &frame);
1342                 frame.tf_eax = error;
1343                 if (error)
1344                         frame.tf_eflags |= PSL_C;
1345                 error = EJUSTRETURN;
1346                 goto out;
1347         }
1348
1349         /*
1350          * Get the system call parameters and account for time
1351          */
1352         lp->lwp_md.md_regs = &frame;
1353         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1354         code = frame.tf_eax;
1355
1356         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1357                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(
1358                         &frame, (int *)(&args.nosys.sysmsg + 1),
1359                         &code, &params);
1360         } else {
1361                 /*
1362                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1363                  * fuword is MP aware.
1364                  */
1365                 if (code == SYS_syscall) {
1366                         /*
1367                          * Code is first argument, followed by actual args.
1368                          */
1369                         code = fuword(params);
1370                         params += sizeof(int);
1371                 } else if (code == SYS___syscall) {
1372                         /*
1373                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1374                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1375                          */
1376                         code = fuword(params);
1377                         params += sizeof(quad_t);
1378                 }
1379         }
1380
1381         code &= p->p_sysent->sv_mask;
1382         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1383                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1384         else
1385                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1386
1387         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1388
1389         /*
1390          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1391          */
1392         if (narg && params) {
1393                 error = copyin(params, (caddr_t)(&args.nosys.sysmsg + 1),
1394                                 narg * sizeof(register_t));
1395                 if (error) {
1396 #ifdef KTRACE
1397                         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL)) {
1398                                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1399
1400                                 ktrsyscall(p, code, narg,
1401                                         (void *)(&args.nosys.sysmsg + 1));
1402                         }
1403 #endif
1404                         goto bad;
1405                 }
1406         }
1407
1408 #ifdef KTRACE
1409         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL)) {
1410                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1411                 ktrsyscall(p, code, narg, (void *)(&args.nosys.sysmsg + 1));
1412         }
1413 #endif
1414
1415         /*
1416          * For traditional syscall code edx is left untouched when 32 bit
1417          * results are returned.  Since edx is loaded from fds[1] when the
1418          * system call returns we pre-set it here.
1419          */
1420         args.sysmsg_fds[0] = 0;
1421         args.sysmsg_fds[1] = frame.tf_edx;
1422
1423         /*
1424          * The syscall might manipulate the trap frame. If it does it
1425          * will probably return EJUSTRETURN.
1426          */
1427         args.sysmsg_frame = &frame;
1428
1429         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1430
1431 #ifdef SMP
1432         /*
1433          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1434          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1435          * we are ktracing
1436          */
1437         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0)
1438                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1439 #endif
1440
1441         error = (*callp->sy_call)(&args);
1442
1443 out:
1444         /*
1445          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1446          */
1447         switch (error) {
1448         case 0:
1449                 /*
1450                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1451                  * if this is a child returning from fork syscall.
1452                  */
1453                 p = curproc;
1454                 lp = curthread->td_lwp;
1455                 frame.tf_eax = args.sysmsg_fds[0];
1456                 frame.tf_edx = args.sysmsg_fds[1];
1457                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1458                 break;
1459         case ERESTART:
1460                 /*
1461                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1462                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1463                  */
1464                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1465                 break;
1466         case EJUSTRETURN:
1467                 break;
1468         case EASYNC:
1469                 panic("Unexpected EASYNC return value (for now)");
1470         default:
1471 bad:
1472                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1473                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1474                                 error = -1;     /* XXX */
1475                         else
1476                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1477                 }
1478                 frame.tf_eax = error;
1479                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1480                 break;
1481         }
1482
1483         /*
1484          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1485          */
1486         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1487                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1488                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1489                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1490         }
1491
1492         /*
1493          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1494          */
1495         userret(lp, &frame, sticks);
1496
1497 #ifdef KTRACE
1498         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET)) {
1499                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1500                 ktrsysret(p, code, error, args.sysmsg_result);
1501         }
1502 #endif
1503
1504         /*
1505          * This works because errno is findable through the
1506          * register set.  If we ever support an emulation where this
1507          * is not the case, this code will need to be revisited.
1508          */
1509         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1510
1511         userexit(lp);
1512 #ifdef SMP
1513         /*
1514          * Release the MP lock if we had to get it
1515          */
1516         KASSERT(td->td_mpcount == have_mplock,
1517                 ("badmpcount syscall2/end from %p", (void *)frame.tf_eip));
1518         if (have_mplock)
1519                 rel_mplock();
1520 #endif
1521 #ifdef INVARIANTS
1522         KASSERT(crit_count == (td->td_pri & ~TDPRI_MASK),
1523                 ("syscall: critical section count mismatch! %d/%d",
1524                 crit_count / TDPRI_CRIT, td->td_pri / TDPRI_CRIT));
1525 #endif
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1530  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1531  * released on return.  This code will return back into the fork
1532  * trampoline code which then runs doreti.
1533  */
1534 void
1535 fork_return(struct lwp *lp, struct trapframe frame)
1536 {
1537         struct proc *p = lp->lwp_proc;
1538
1539         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1540         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1541         frame.tf_edx = 1;
1542
1543         /*
1544          * Newly forked processes are given a kernel priority.  We have to
1545          * adjust the priority to a normal user priority and fake entry
1546          * into the kernel (call userenter()) to install a passive release
1547          * function just in case userret() decides to stop the process.  This
1548          * can occur when ^Z races a fork.  If we do not install the passive
1549          * release function the current process designation will not be
1550          * released when the thread goes to sleep.
1551          */
1552         lwkt_setpri_self(TDPRI_USER_NORM);
1553         userenter(lp->lwp_thread);
1554         userret(lp, &frame, 0);
1555 #ifdef KTRACE
1556         if (KTRPOINT(lp->lwp_thread, KTR_SYSRET))
1557                 ktrsysret(p, SYS_fork, 0, 0);
1558 #endif
1559         p->p_flag |= P_PASSIVE_ACQ;
1560         userexit(lp);
1561         p->p_flag &= ~P_PASSIVE_ACQ;
1562 #ifdef SMP
1563         KKASSERT(lp->lwp_thread->td_mpcount == 1);
1564         rel_mplock();
1565 #endif
1566 }