sys/i386/i386/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1994, David Greenman
   3  * Copyright (c) 1990, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * the University of Utah, and William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)trap.c        7.4 (Berkeley) 5/13/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/trap.c,v 1.147.2.11 2003/02/27 19:09:59 luoqi Exp $
  39  * $DragonFly: src/sys/i386/i386/Attic/trap.c,v 1.8 2003/06/25 03:55:53 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 #include <sys/thread2.h>
  97
  98 #include "isa.h"
  99 #include "npx.h"
 100
 101 int (*pmath_emulate) __P((struct trapframe *));
 102
 103 extern void trap __P((struct trapframe frame));
 104 extern int trapwrite __P((unsigned addr));
 105 extern void syscall2 __P((struct trapframe frame));
 106
 107 static int trap_pfault __P((struct trapframe *, int, vm_offset_t));
 108 static void trap_fatal __P((struct trapframe *, vm_offset_t));
 109 void dblfault_handler __P((void));
 110
 111 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 112
 113 #define MAX_TRAP_MSG            28
 114 static char *trap_msg[] = {
 115         "",                                     /*  0 unused */
 116         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 117         "",                                     /*  2 unused */
 118         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 119         "",                                     /*  4 unused */
 120         "",                                     /*  5 unused */
 121         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 122         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 123         "",                                     /*  8 unused */
 124         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 125         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 126         "",                                     /* 11 unused */
 127         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 128         "",                                     /* 13 unused */
 129         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 130         "",                                     /* 15 unused */
 131         "",                                     /* 16 unused */
 132         "",                                     /* 17 unused */
 133         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 134         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 135         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 136         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 137         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 138         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 139         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 140         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 141         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 142         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 143         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 144 };
 145
 146 static __inline int userret __P((struct proc *p, struct trapframe *frame,
 147                                   u_quad_t oticks, int have_mplock));
 148
 149 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 150 extern int has_f00f_bug;
 151 #endif
 152
 153 #ifdef DDB
 154 static int ddb_on_nmi = 1;
 155 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ddb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 156         &ddb_on_nmi, 0, "Go to DDB on NMI");
 157 #endif
 158 static int panic_on_nmi = 1;
 159 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 160         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 161
 162 static __inline int
 163 userret(p, frame, oticks, have_mplock)
 164         struct proc *p;
 165         struct trapframe *frame;
 166         u_quad_t oticks;
 167         int have_mplock;
 168 {
 169         int sig, s;
 170         struct thread *td;
 171
 172         while ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 173                 if (have_mplock == 0) {
 174                         get_mplock();
 175                         have_mplock = 1;
 176                 }
 177                 postsig(sig);
 178         }
 179
 180         p->p_priority = p->p_usrpri;
 181         if (resched_wanted()) {
 182                 /*
 183                  * Since we are curproc, clock will normally just change
 184                  * our priority without moving us from one queue to another
 185                  * (since the running process is not on a queue.)
 186                  * If that happened after we setrunqueue ourselves but before we
 187                  * mi_switch()'ed, we might not be on the queue indicated by
 188                  * our priority.
 189                  */
 190                 if (have_mplock == 0) {
 191                         get_mplock();
 192                         have_mplock = 1;
 193                 }
 194                 s = splhigh();
 195                 setrunqueue(p);
 196                 p->p_stats->p_ru.ru_nivcsw++;
 197                 mi_switch();
 198                 splx(s);
 199                 while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 200                         postsig(sig);
 201         }
 202         /*
 203          * Charge system time if profiling.
 204          */
 205         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 206                 if (have_mplock == 0) {
 207                         get_mplock();
 208                         have_mplock = 1;
 209                 }
 210                 td = curthread;
 211                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 212                     (u_int)(td->td_sticks - oticks) * psratio);
 213         }
 214         curpriority = p->p_priority;
 215         return(have_mplock);
 216 }
 217
 218 #ifdef DEVICE_POLLING
 219 extern u_int32_t poll_in_trap;
 220 extern int ether_poll __P((int count));
 221 #endif /* DEVICE_POLLING */
 222
 223 /*
 224  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 225  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 226  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 227  * frame after the exception has been processed.
 228  */
 229
 230 void
 231 trap(frame)
 232         struct trapframe frame;
 233 {
 234         struct proc *p = curproc;
 235         u_quad_t sticks = 0;
 236         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 237         vm_offset_t eva;
 238
 239 #ifdef DDB
 240         if (db_active) {
 241                 eva = (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT ? rcr2() : 0);
 242                 trap_fatal(&frame, eva);
 243                 return;
 244         }
 245 #endif
 246
 247         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 248                 /*
 249                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 250                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 251                  * it is better than running with interrupts disabled until
 252                  * they are accidentally enabled later.
 253                  */
 254                 type = frame.tf_trapno;
 255                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 256                         printf(
 257                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 258                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 259                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP)
 260                         /*
 261                          * XXX not quite right, since this may be for a
 262                          * multiple fault in user mode.
 263                          */
 264                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 265                             type);
 266                 enable_intr();
 267         }
 268
 269         eva = 0;
 270         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 271                 /*
 272                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 273                  * This problem is worked around by using an interrupt
 274                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 275                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 276                  *
 277                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 278                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 279                  * flow of control too much for this to be obviously
 280                  * correct.
 281                  */
 282                 eva = rcr2();
 283                 enable_intr();
 284         }
 285
 286 #ifdef DEVICE_POLLING
 287         if (poll_in_trap)
 288                 ether_poll(poll_in_trap);
 289 #endif /* DEVICE_POLLING */
 290
 291 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 292 restart:
 293 #endif
 294         type = frame.tf_trapno;
 295         code = frame.tf_err;
 296
 297         if (in_vm86call) {
 298                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 299                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 300                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 301                         if (i != 0)
 302                                 /*
 303                                  * returns to original process
 304                                  */
 305                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 306                         return;
 307                 }
 308                 switch (type) {
 309                         /*
 310                          * these traps want either a process context, or
 311                          * assume a normal userspace trap.
 312                          */
 313                 case T_PROTFLT:
 314                 case T_SEGNPFLT:
 315                         trap_fatal(&frame, eva);
 316                         return;
 317                 case T_TRCTRAP:
 318                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 319                         /* FALL THROUGH */
 320                 }
 321                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 322         }
 323
 324         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 325                 /* user trap */
 326
 327                 sticks = curthread->td_sticks;
 328                 p->p_md.md_regs = &frame;
 329
 330                 switch (type) {
 331                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 332                         ucode = type;
 333                         i = SIGILL;
 334                         break;
 335
 336                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 337                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 338                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 339                         i = SIGTRAP;
 340                         break;
 341
 342                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 343                         ucode = code;
 344                         i = SIGFPE;
 345                         break;
 346
 347                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 348                         astoff();
 349                         cnt.v_soft++;
 350                         if (p->p_flag & P_OWEUPC) {
 351                                 p->p_flag &= ~P_OWEUPC;
 352                                 addupc_task(p, p->p_stats->p_prof.pr_addr,
 353                                             p->p_stats->p_prof.pr_ticks);
 354                         }
 355                         goto out;
 356
 357                         /*
 358                          * The following two traps can happen in
 359                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 360                          * them specially.
 361                          */
 362                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 363                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 364                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 365                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 366                                 if (i == 0)
 367                                         goto out;
 368                                 break;
 369                         }
 370                         /* FALL THROUGH */
 371
 372                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 373                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 374                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 375                 default:
 376                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 377                         i = SIGBUS;
 378                         break;
 379
 380                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 381                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 382                         if (i == -1)
 383                                 return;
 384 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 385                         if (i == -2)
 386                                 goto restart;
 387 #endif
 388                         if (i == 0)
 389                                 goto out;
 390
 391                         ucode = T_PAGEFLT;
 392                         break;
 393
 394                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 395                         ucode = FPE_INTDIV;
 396                         i = SIGFPE;
 397                         break;
 398
 399 #if NISA > 0
 400                 case T_NMI:
 401 #ifdef POWERFAIL_NMI
 402                         goto handle_powerfail;
 403 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 404                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 405                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 406 #ifdef DDB
 407                                 /*
 408                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 409                                  * for debugging.
 410                                  */
 411                                 if (ddb_on_nmi) {
 412                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 413                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 414                                 }
 415 #endif /* DDB */
 416                                 return;
 417                         } else if (panic_on_nmi)
 418                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 419                         break;
 420 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 421 #endif /* NISA > 0 */
 422
 423                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 424                         ucode = FPE_INTOVF;
 425                         i = SIGFPE;
 426                         break;
 427
 428                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 429                         ucode = FPE_FLTSUB;
 430                         i = SIGFPE;
 431                         break;
 432
 433                 case T_DNA:
 434 #if NNPX > 0
 435                         /* if a transparent fault (due to context switch "late") */
 436                         if (npxdna())
 437                                 return;
 438 #endif
 439                         if (!pmath_emulate) {
 440                                 i = SIGFPE;
 441                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 442                                 break;
 443                         }
 444                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 445                         if (i == 0) {
 446                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 447                                         return;
 448                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 449                                 i = SIGTRAP;
 450                         }
 451                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 452                         break;
 453
 454                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 455                         ucode = T_FPOPFLT;
 456                         i = SIGILL;
 457                         break;
 458
 459                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 460                         ucode = 0; /* XXX */
 461                         i = SIGFPE;
 462                         break;
 463                 }
 464         } else {
 465 kernel_trap:
 466                 /* kernel trap */
 467
 468                 switch (type) {
 469                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 470                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 471                         return;
 472
 473                 case T_DNA:
 474 #if NNPX > 0
 475                         /*
 476                          * The kernel is apparently using npx for copying.
 477                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 478                          * registered such use.
 479                          */
 480                         if (npxdna())
 481                                 return;
 482 #endif
 483                         break;
 484
 485                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 486                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 487                         /*
 488                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 489                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 490                          * This causes a fault in kernel mode when the
 491                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 492                          * to get this fault so that we can fix the
 493                          * problem here and not have to check all the
 494                          * selectors and pointers when the user changes
 495                          * them.
 496                          */
 497 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 498         do {                                                            \
 499                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 500                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 501                         return;                                         \
 502                 }                                                       \
 503         } while (0)
 504
 505                         if (intr_nesting_level == 0) {
 506                                 /*
 507                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 508                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 509                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 510                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 511                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 512                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 513                                  * a signal.
 514                                  */
 515                                 if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 516                                         curthread->td_pcb->pcb_gs = 0;
 517                                         psignal(p, SIGBUS);
 518                                         return;
 519                                 }
 520                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 521                                                    doreti_iret_fault);
 522                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 523                                                    doreti_popl_ds_fault);
 524                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 525                                                    doreti_popl_es_fault);
 526                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 527                                                    doreti_popl_fs_fault);
 528                                 if (curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 529                                         frame.tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 530                                         return;
 531                                 }
 532                         }
 533                         break;
 534
 535                 case T_TSSFLT:
 536                         /*
 537                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 538                          * automatically when the kernel is entered.  This
 539                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 540                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 541                          * want to get this fault so that we can fix the
 542                          * problem here and not every time the kernel is
 543                          * entered.
 544                          */
 545                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 546                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 547                                 return;
 548                         }
 549                         break;
 550
 551                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 552                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 553                                 /*
 554                                  * We've just entered system mode via the
 555                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 556                                  * silently until the syscall handler has
 557                                  * saved the flags.
 558                                  */
 559                                 return;
 560                         }
 561                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 562                                 /*
 563                                  * The syscall handler has now saved the
 564                                  * flags.  Stop single stepping it.
 565                                  */
 566                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 567                                 return;
 568                         }
 569                         /*
 570                          * Ignore debug register trace traps due to
 571                          * accesses in the user's address space, which
 572                          * can happen under several conditions such as
 573                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 574                          * then passes that buffer to a system call.
 575                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 576                          * in kernel space because that is useful when
 577                          * debugging the kernel.
 578                          */
 579                         if (user_dbreg_trap()) {
 580                                 /*
 581                                  * Reset breakpoint bits because the
 582                                  * processor doesn't
 583                                  */
 584                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 585                                 return;
 586                         }
 587                         /*
 588                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 589                          */
 590                 case T_BPTFLT:
 591                         /*
 592                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 593                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 594                          */
 595 #ifdef DDB
 596                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 597                                 return;
 598 #endif
 599                         break;
 600
 601 #if NISA > 0
 602                 case T_NMI:
 603 #ifdef POWERFAIL_NMI
 604 #ifndef TIMER_FREQ
 605 #  define TIMER_FREQ 1193182
 606 #endif
 607         handle_powerfail:
 608                 {
 609                   static unsigned lastalert = 0;
 610
 611                   if(time_second - lastalert > 10)
 612                     {
 613                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 614                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 615                       lastalert = time_second;
 616                     }
 617                   return;
 618                 }
 619 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 620                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 621                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 622 #ifdef DDB
 623                                 /*
 624                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 625                                  * for debugging.
 626                                  */
 627                                 if (ddb_on_nmi) {
 628                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 629                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 630                                 }
 631 #endif /* DDB */
 632                                 return;
 633                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 634                                 return;
 635                         /* FALL THROUGH */
 636 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 637 #endif /* NISA > 0 */
 638                 }
 639
 640                 trap_fatal(&frame, eva);
 641                 return;
 642         }
 643
 644         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 645         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 646                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 647
 648         trapsignal(p, i, ucode);
 649
 650 #ifdef DEBUG
 651         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 652                 uprintf("fatal process exception: %s",
 653                         trap_msg[type]);
 654                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 655                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 656                 uprintf("\n");
 657         }
 658 #endif
 659
 660 out:
 661         userret(p, &frame, sticks, 1);
 662 }
 663
 664 #ifdef notyet
 665 /*
 666  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 667  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 668  * before this can be used. I think the only things remaining
 669  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 670  * debugging code.
 671  */
 672 static int
 673 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 674         struct trapframe *frame;
 675         int usermode;
 676         vm_offset_t eva;
 677 {
 678         vm_offset_t va;
 679         struct vmspace *vm = NULL;
 680         vm_map_t map = 0;
 681         int rv = 0;
 682         vm_prot_t ftype;
 683         struct proc *p = curproc;
 684
 685         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 686                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 687         else
 688                 ftype = VM_PROT_READ;
 689
 690         va = trunc_page(eva);
 691         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 692                 vm_offset_t v;
 693                 vm_page_t mpte;
 694
 695                 if (p == NULL ||
 696                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 697                      (intr_nesting_level != 0 ||
 698                       curthread->td_pcb->pcb_onfault == NULL))) {
 699                         trap_fatal(frame, eva);
 700                         return (-1);
 701                 }
 702
 703                 /*
 704                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 705                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 706                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 707                  */
 708                 vm = p->p_vmspace;
 709                 if (vm == NULL)
 710                         goto nogo;
 711
 712                 map = &vm->vm_map;
 713
 714                 /*
 715                  * Keep swapout from messing with us during this
 716                  *      critical time.
 717                  */
 718                 ++p->p_lock;
 719
 720                 /*
 721                  * Grow the stack if necessary
 722                  */
 723                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 724                  * a growable stack region and the stack growth
 725                  * fails.  It returns true if va was not within
 726                  * a growable stack region, or if the stack
 727                  * growth succeeded.
 728                  */
 729                 if (!grow_stack (p, va)) {
 730                         rv = KERN_FAILURE;
 731                         --p->p_lock;
 732                         goto nogo;
 733                 }
 734
 735                 /* Fault in the user page: */
 736                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 737                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 738                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 739
 740                 --p->p_lock;
 741         } else {
 742                 /*
 743                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 744                  */
 745                 if (usermode)
 746                         goto nogo;
 747
 748                 /*
 749                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 750                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 751                  * the page.
 752                  */
 753                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 754         }
 755
 756         if (rv == KERN_SUCCESS)
 757                 return (0);
 758 nogo:
 759         if (!usermode) {
 760                 if (intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 761                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 762                         return (0);
 763                 }
 764                 trap_fatal(frame, eva);
 765                 return (-1);
 766         }
 767
 768         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 769         frame->tf_err = eva;
 770
 771         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 772 }
 773 #endif
 774
 775 int
 776 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 777         struct trapframe *frame;
 778         int usermode;
 779         vm_offset_t eva;
 780 {
 781         vm_offset_t va;
 782         struct vmspace *vm = NULL;
 783         vm_map_t map = 0;
 784         int rv = 0;
 785         vm_prot_t ftype;
 786         struct proc *p = curproc;
 787
 788         va = trunc_page(eva);
 789         if (va >= KERNBASE) {
 790                 /*
 791                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 792                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 793                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 794                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 795                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 796                  * fault.
 797                  */
 798 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 799                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
 800                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 801                         return -2;
 802                 }
 803 #endif
 804                 if (usermode)
 805                         goto nogo;
 806
 807                 map = kernel_map;
 808         } else {
 809                 /*
 810                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 811                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 812                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 813                  */
 814                 if (p != NULL)
 815                         vm = p->p_vmspace;
 816
 817                 if (vm == NULL)
 818                         goto nogo;
 819
 820                 map = &vm->vm_map;
 821         }
 822
 823         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 824                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 825         else
 826                 ftype = VM_PROT_READ;
 827
 828         if (map != kernel_map) {
 829                 /*
 830                  * Keep swapout from messing with us during this
 831                  *      critical time.
 832                  */
 833                 ++p->p_lock;
 834
 835                 /*
 836                  * Grow the stack if necessary
 837                  */
 838                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 839                  * a growable stack region and the stack growth
 840                  * fails.  It returns true if va was not within
 841                  * a growable stack region, or if the stack
 842                  * growth succeeded.
 843                  */
 844                 if (!grow_stack (p, va)) {
 845                         rv = KERN_FAILURE;
 846                         --p->p_lock;
 847                         goto nogo;
 848                 }
 849
 850                 /* Fault in the user page: */
 851                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 852                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 853                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 854
 855                 --p->p_lock;
 856         } else {
 857                 /*
 858                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
 859                  */
 860                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 861         }
 862
 863         if (rv == KERN_SUCCESS)
 864                 return (0);
 865 nogo:
 866         if (!usermode) {
 867                 if (intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 868                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 869                         return (0);
 870                 }
 871                 trap_fatal(frame, eva);
 872                 return (-1);
 873         }
 874
 875         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 876         frame->tf_err = eva;
 877
 878         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 879 }
 880
 881 static void
 882 trap_fatal(frame, eva)
 883         struct trapframe *frame;
 884         vm_offset_t eva;
 885 {
 886         int code, type, ss, esp;
 887         struct soft_segment_descriptor softseg;
 888
 889         code = frame->tf_err;
 890         type = frame->tf_trapno;
 891         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 892
 893         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 894                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 895                         type, trap_msg[type],
 896                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 897                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 898 #ifdef SMP
 899         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 900         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 901         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 902         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 903 #endif
 904         if (type == T_PAGEFLT) {
 905                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 906                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 907                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 908                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 909                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 910         }
 911         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 912                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 913         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 914                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 915                 esp = frame->tf_esp;
 916         } else {
 917                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 918                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 919         }
 920         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 921         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 922         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 923                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 924         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 925                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 926                softseg.ssd_gran);
 927         printf("processor eflags        = ");
 928         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 929                 printf("trace trap, ");
 930         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 931                 printf("interrupt enabled, ");
 932         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 933                 printf("nested task, ");
 934         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 935                 printf("resume, ");
 936         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 937                 printf("vm86, ");
 938         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 939         printf("current process         = ");
 940         if (curproc) {
 941                 printf("%lu (%s)\n",
 942                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 943                     curproc->p_comm : "");
 944         } else {
 945                 printf("Idle\n");
 946         }
 947         printf("current thread          = pri %d ", curthread->td_pri);
 948         if (curthread->td_pri >= TDPRI_CRIT)
 949                 printf("(CRIT)");
 950         printf("\n");
 951         printf("interrupt mask          = ");
 952         if ((curthread->td_cpl & net_imask) == net_imask)
 953                 printf("net ");
 954         if ((curthread->td_cpl & tty_imask) == tty_imask)
 955                 printf("tty ");
 956         if ((curthread->td_cpl & bio_imask) == bio_imask)
 957                 printf("bio ");
 958         if ((curthread->td_cpl & cam_imask) == cam_imask)
 959                 printf("cam ");
 960         if (curthread->td_cpl == 0)
 961                 printf("none");
 962 #ifdef SMP
 963 /**
 964  *  XXX FIXME:
 965  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
 966  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
 967  */
 968         printf(" <- SMP: XXX");
 969 #endif
 970         printf("\n");
 971
 972 #ifdef KDB
 973         if (kdb_trap(&psl))
 974                 return;
 975 #endif
 976 #ifdef DDB
 977         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, 0, frame))
 978                 return;
 979 #endif
 980         printf("trap number             = %d\n", type);
 981         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 982                 panic("%s", trap_msg[type]);
 983         else
 984                 panic("unknown/reserved trap");
 985 }
 986
 987 /*
 988  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 989  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 990  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 991  * for example).
 992  *
 993  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 994  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 995  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 996  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 997  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 998  */
 999 void
1000 dblfault_handler()
1001 {
1002         printf("\nFatal double fault:\n");
1003         printf("eip = 0x%x\n", common_tss.tss_eip);
1004         printf("esp = 0x%x\n", common_tss.tss_esp);
1005         printf("ebp = 0x%x\n", common_tss.tss_ebp);
1006 #ifdef SMP
1007         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
1008         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1009         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
1010         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1011 #endif
1012         panic("double fault");
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
1017  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
1018  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
1019  * are thrown out early for other reasons.
1020  */
1021 int trapwrite(addr)
1022         unsigned addr;
1023 {
1024         struct proc *p;
1025         vm_offset_t va;
1026         struct vmspace *vm;
1027         int rv;
1028
1029         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
1030         /*
1031          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
1032          */
1033         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1034                 return (1);
1035
1036         p = curproc;
1037         vm = p->p_vmspace;
1038
1039         ++p->p_lock;
1040
1041         if (!grow_stack (p, va)) {
1042                 --p->p_lock;
1043                 return (1);
1044         }
1045
1046         /*
1047          * fault the data page
1048          */
1049         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
1050
1051         --p->p_lock;
1052
1053         if (rv != KERN_SUCCESS)
1054                 return 1;
1055
1056         return (0);
1057 }
1058
1059 /*
1060  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1061  *
1062  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1063  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1064  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1065  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1066  *
1067  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1068  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1069  */
1070 void
1071 syscall2(frame)
1072         struct trapframe frame;
1073 {
1074         struct thread *td = curthread;
1075         struct proc *p = td->td_proc;
1076         caddr_t params;
1077         int i;
1078         struct sysent *callp;
1079         register_t orig_tf_eflags;
1080         u_quad_t sticks;
1081         int error;
1082         int narg;
1083         int args[8];
1084         int have_mplock = 0;
1085         u_int code;
1086
1087 #ifdef DIAGNOSTIC
1088         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1089                 get_mplock();
1090                 panic("syscall");
1091                 /* NOT REACHED */
1092         }
1093 #endif
1094
1095         /*
1096          * access non-atomic field from critical section.  p_sticks is
1097          * updated by the clock interrupt.
1098          */
1099         crit_enter();
1100         sticks = curthread->td_sticks;
1101         crit_exit();
1102
1103         p->p_md.md_regs = &frame;
1104         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1105         code = frame.tf_eax;
1106         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1107
1108         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1109                 /*
1110                  * The prep code is not MP aware.
1111                  */
1112                 get_mplock();
1113                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
1114                 rel_mplock();
1115         } else {
1116                 /*
1117                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1118                  * fuword is MP aware.
1119                  */
1120                 if (code == SYS_syscall) {
1121                         /*
1122                          * Code is first argument, followed by actual args.
1123                          */
1124                         code = fuword(params);
1125                         params += sizeof(int);
1126                 } else if (code == SYS___syscall) {
1127                         /*
1128                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1129                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1130                          */
1131                         code = fuword(params);
1132                         params += sizeof(quad_t);
1133                 }
1134         }
1135
1136         if (p->p_sysent->sv_mask)
1137                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
1138
1139         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1140                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1141         else
1142                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1143
1144         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1145
1146         /*
1147          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1148          */
1149         if (params && (i = narg * sizeof(int)) &&
1150             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
1151                 get_mplock();
1152                 have_mplock = 1;
1153 #ifdef KTRACE
1154                 if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
1155                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1156 #endif
1157                 goto bad;
1158         }
1159
1160         /*
1161          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1162          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1163          * we are ktracing
1164          */
1165         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1166                 get_mplock();
1167                 have_mplock = 1;
1168         }
1169
1170 #ifdef KTRACE
1171         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL)) {
1172                 if (have_mplock == 0) {
1173                         get_mplock();
1174                         have_mplock = 1;
1175                 }
1176                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1177         }
1178 #endif
1179         p->p_retval[0] = 0;
1180         p->p_retval[1] = frame.tf_edx;
1181
1182         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1183
1184         error = (*callp->sy_call)(args);
1185
1186         /*
1187          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1188          */
1189         switch (error) {
1190         case 0:
1191                 /*
1192                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1193                  * if this is a child returning from fork syscall.
1194                  */
1195                 p = curproc;
1196                 frame.tf_eax = p->p_retval[0];
1197                 frame.tf_edx = p->p_retval[1];
1198                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1199                 break;
1200
1201         case ERESTART:
1202                 /*
1203                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1204                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1205                  */
1206                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1207                 break;
1208
1209         case EJUSTRETURN:
1210                 break;
1211
1212         default:
1213 bad:
1214                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1215                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1216                                 error = -1;     /* XXX */
1217                         else
1218                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1219                 }
1220                 frame.tf_eax = error;
1221                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1222                 break;
1223         }
1224
1225         /*
1226          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1227          */
1228         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1229                 if (have_mplock == 0) {
1230                         get_mplock();
1231                         have_mplock = 1;
1232                 }
1233                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1234                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1235         }
1236
1237         /*
1238          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1239          */
1240         have_mplock = userret(p, &frame, sticks, have_mplock);
1241
1242 #ifdef KTRACE
1243         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET)) {
1244                 if (have_mplock == 0) {
1245                         get_mplock();
1246                         have_mplock = 1;
1247                 }
1248                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, p->p_retval[0]);
1249         }
1250 #endif
1251
1252         /*
1253          * This works because errno is findable through the
1254          * register set.  If we ever support an emulation where this
1255          * is not the case, this code will need to be revisited.
1256          */
1257         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1258
1259         /*
1260          * Release the MP lock if we had to get it
1261          */
1262         if (have_mplock)
1263                 rel_mplock();
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1268  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1269  * held on return.
1270  */
1271 void
1272 fork_return(p, frame)
1273         struct proc *p;
1274         struct trapframe frame;
1275 {
1276         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1277         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1278         frame.tf_edx = 1;
1279
1280         userret(p, &frame, 0, 1);
1281 #ifdef KTRACE
1282         if (KTRPOINT(p->p_thread, KTR_SYSRET))
1283                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1284 #endif
1285 }