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 1.6 2003/06/23 17:55:38 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
 171         while ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 172                 if (have_mplock == 0) {
 173                         get_mplock();
 174                         have_mplock = 1;
 175                 }
 176                 postsig(sig);
 177         }
 178
 179         p->p_priority = p->p_usrpri;
 180         if (resched_wanted()) {
 181                 /*
 182                  * Since we are curproc, clock will normally just change
 183                  * our priority without moving us from one queue to another
 184                  * (since the running process is not on a queue.)
 185                  * If that happened after we setrunqueue ourselves but before we
 186                  * mi_switch()'ed, we might not be on the queue indicated by
 187                  * our priority.
 188                  */
 189                 if (have_mplock == 0) {
 190                         get_mplock();
 191                         have_mplock = 1;
 192                 }
 193                 s = splhigh();
 194                 setrunqueue(p);
 195                 p->p_stats->p_ru.ru_nivcsw++;
 196                 mi_switch();
 197                 splx(s);
 198                 while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 199                         postsig(sig);
 200         }
 201         /*
 202          * Charge system time if profiling.
 203          */
 204         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 205                 if (have_mplock == 0) {
 206                         get_mplock();
 207                         have_mplock = 1;
 208                 }
 209                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 210                             (u_int)(p->p_sticks - oticks) * psratio);
 211         }
 212         curpriority = p->p_priority;
 213         return(have_mplock);
 214 }
 215
 216 #ifdef DEVICE_POLLING
 217 extern u_int32_t poll_in_trap;
 218 extern int ether_poll __P((int count));
 219 #endif /* DEVICE_POLLING */
 220
 221 /*
 222  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 223  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 224  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 225  * frame after the exception has been processed.
 226  */
 227
 228 void
 229 trap(frame)
 230         struct trapframe frame;
 231 {
 232         struct proc *p = curproc;
 233         u_quad_t sticks = 0;
 234         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 235         vm_offset_t eva;
 236
 237 #ifdef DDB
 238         if (db_active) {
 239                 eva = (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT ? rcr2() : 0);
 240                 trap_fatal(&frame, eva);
 241                 return;
 242         }
 243 #endif
 244
 245         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 246                 /*
 247                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 248                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 249                  * it is better than running with interrupts disabled until
 250                  * they are accidentally enabled later.
 251                  */
 252                 type = frame.tf_trapno;
 253                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 254                         printf(
 255                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 256                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 257                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP)
 258                         /*
 259                          * XXX not quite right, since this may be for a
 260                          * multiple fault in user mode.
 261                          */
 262                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 263                             type);
 264                 enable_intr();
 265         }
 266
 267         eva = 0;
 268         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 269                 /*
 270                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 271                  * This problem is worked around by using an interrupt
 272                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 273                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 274                  *
 275                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 276                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 277                  * flow of control too much for this to be obviously
 278                  * correct.
 279                  */
 280                 eva = rcr2();
 281                 enable_intr();
 282         }
 283
 284 #ifdef DEVICE_POLLING
 285         if (poll_in_trap)
 286                 ether_poll(poll_in_trap);
 287 #endif /* DEVICE_POLLING */
 288
 289 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 290 restart:
 291 #endif
 292         type = frame.tf_trapno;
 293         code = frame.tf_err;
 294
 295         if (in_vm86call) {
 296                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 297                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 298                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 299                         if (i != 0)
 300                                 /*
 301                                  * returns to original process
 302                                  */
 303                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 304                         return;
 305                 }
 306                 switch (type) {
 307                         /*
 308                          * these traps want either a process context, or
 309                          * assume a normal userspace trap.
 310                          */
 311                 case T_PROTFLT:
 312                 case T_SEGNPFLT:
 313                         trap_fatal(&frame, eva);
 314                         return;
 315                 case T_TRCTRAP:
 316                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 317                         /* FALL THROUGH */
 318                 }
 319                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 320         }
 321
 322         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 323                 /* user trap */
 324
 325                 sticks = p->p_sticks;
 326                 p->p_md.md_regs = &frame;
 327
 328                 switch (type) {
 329                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 330                         ucode = type;
 331                         i = SIGILL;
 332                         break;
 333
 334                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 335                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 336                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 337                         i = SIGTRAP;
 338                         break;
 339
 340                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 341                         ucode = code;
 342                         i = SIGFPE;
 343                         break;
 344
 345                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 346                         astoff();
 347                         cnt.v_soft++;
 348                         if (p->p_flag & P_OWEUPC) {
 349                                 p->p_flag &= ~P_OWEUPC;
 350                                 addupc_task(p, p->p_stats->p_prof.pr_addr,
 351                                             p->p_stats->p_prof.pr_ticks);
 352                         }
 353                         goto out;
 354
 355                         /*
 356                          * The following two traps can happen in
 357                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 358                          * them specially.
 359                          */
 360                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 361                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 362                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 363                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 364                                 if (i == 0)
 365                                         goto out;
 366                                 break;
 367                         }
 368                         /* FALL THROUGH */
 369
 370                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 371                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 372                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 373                 default:
 374                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 375                         i = SIGBUS;
 376                         break;
 377
 378                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 379                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 380                         if (i == -1)
 381                                 return;
 382 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 383                         if (i == -2)
 384                                 goto restart;
 385 #endif
 386                         if (i == 0)
 387                                 goto out;
 388
 389                         ucode = T_PAGEFLT;
 390                         break;
 391
 392                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 393                         ucode = FPE_INTDIV;
 394                         i = SIGFPE;
 395                         break;
 396
 397 #if NISA > 0
 398                 case T_NMI:
 399 #ifdef POWERFAIL_NMI
 400                         goto handle_powerfail;
 401 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 402                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 403                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 404 #ifdef DDB
 405                                 /*
 406                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 407                                  * for debugging.
 408                                  */
 409                                 if (ddb_on_nmi) {
 410                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 411                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 412                                 }
 413 #endif /* DDB */
 414                                 return;
 415                         } else if (panic_on_nmi)
 416                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 417                         break;
 418 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 419 #endif /* NISA > 0 */
 420
 421                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 422                         ucode = FPE_INTOVF;
 423                         i = SIGFPE;
 424                         break;
 425
 426                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 427                         ucode = FPE_FLTSUB;
 428                         i = SIGFPE;
 429                         break;
 430
 431                 case T_DNA:
 432 #if NNPX > 0
 433                         /* if a transparent fault (due to context switch "late") */
 434                         if (npxdna())
 435                                 return;
 436 #endif
 437                         if (!pmath_emulate) {
 438                                 i = SIGFPE;
 439                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 440                                 break;
 441                         }
 442                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 443                         if (i == 0) {
 444                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 445                                         return;
 446                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 447                                 i = SIGTRAP;
 448                         }
 449                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 450                         break;
 451
 452                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 453                         ucode = T_FPOPFLT;
 454                         i = SIGILL;
 455                         break;
 456
 457                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 458                         ucode = 0; /* XXX */
 459                         i = SIGFPE;
 460                         break;
 461                 }
 462         } else {
 463 kernel_trap:
 464                 /* kernel trap */
 465
 466                 switch (type) {
 467                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 468                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 469                         return;
 470
 471                 case T_DNA:
 472 #if NNPX > 0
 473                         /*
 474                          * The kernel is apparently using npx for copying.
 475                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 476                          * registered such use.
 477                          */
 478                         if (npxdna())
 479                                 return;
 480 #endif
 481                         break;
 482
 483                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 484                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 485                         /*
 486                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 487                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 488                          * This causes a fault in kernel mode when the
 489                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 490                          * to get this fault so that we can fix the
 491                          * problem here and not have to check all the
 492                          * selectors and pointers when the user changes
 493                          * them.
 494                          */
 495 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 496         do {                                                            \
 497                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 498                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 499                         return;                                         \
 500                 }                                                       \
 501         } while (0)
 502
 503                         if (intr_nesting_level == 0) {
 504                                 /*
 505                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 506                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 507                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 508                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 509                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 510                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 511                                  * a signal.
 512                                  */
 513                                 if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 514                                         curthread->td_pcb->pcb_gs = 0;
 515                                         psignal(p, SIGBUS);
 516                                         return;
 517                                 }
 518                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 519                                                    doreti_iret_fault);
 520                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 521                                                    doreti_popl_ds_fault);
 522                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 523                                                    doreti_popl_es_fault);
 524                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 525                                                    doreti_popl_fs_fault);
 526                                 if (curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 527                                         frame.tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 528                                         return;
 529                                 }
 530                         }
 531                         break;
 532
 533                 case T_TSSFLT:
 534                         /*
 535                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 536                          * automatically when the kernel is entered.  This
 537                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 538                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 539                          * want to get this fault so that we can fix the
 540                          * problem here and not every time the kernel is
 541                          * entered.
 542                          */
 543                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 544                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 545                                 return;
 546                         }
 547                         break;
 548
 549                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 550                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 551                                 /*
 552                                  * We've just entered system mode via the
 553                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 554                                  * silently until the syscall handler has
 555                                  * saved the flags.
 556                                  */
 557                                 return;
 558                         }
 559                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 560                                 /*
 561                                  * The syscall handler has now saved the
 562                                  * flags.  Stop single stepping it.
 563                                  */
 564                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 565                                 return;
 566                         }
 567                         /*
 568                          * Ignore debug register trace traps due to
 569                          * accesses in the user's address space, which
 570                          * can happen under several conditions such as
 571                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 572                          * then passes that buffer to a system call.
 573                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 574                          * in kernel space because that is useful when
 575                          * debugging the kernel.
 576                          */
 577                         if (user_dbreg_trap()) {
 578                                 /*
 579                                  * Reset breakpoint bits because the
 580                                  * processor doesn't
 581                                  */
 582                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 583                                 return;
 584                         }
 585                         /*
 586                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 587                          */
 588                 case T_BPTFLT:
 589                         /*
 590                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 591                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 592                          */
 593 #ifdef DDB
 594                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 595                                 return;
 596 #endif
 597                         break;
 598
 599 #if NISA > 0
 600                 case T_NMI:
 601 #ifdef POWERFAIL_NMI
 602 #ifndef TIMER_FREQ
 603 #  define TIMER_FREQ 1193182
 604 #endif
 605         handle_powerfail:
 606                 {
 607                   static unsigned lastalert = 0;
 608
 609                   if(time_second - lastalert > 10)
 610                     {
 611                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 612                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 613                       lastalert = time_second;
 614                     }
 615                   return;
 616                 }
 617 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 618                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 619                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 620 #ifdef DDB
 621                                 /*
 622                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 623                                  * for debugging.
 624                                  */
 625                                 if (ddb_on_nmi) {
 626                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 627                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 628                                 }
 629 #endif /* DDB */
 630                                 return;
 631                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 632                                 return;
 633                         /* FALL THROUGH */
 634 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 635 #endif /* NISA > 0 */
 636                 }
 637
 638                 trap_fatal(&frame, eva);
 639                 return;
 640         }
 641
 642         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 643         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 644                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 645
 646         trapsignal(p, i, ucode);
 647
 648 #ifdef DEBUG
 649         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 650                 uprintf("fatal process exception: %s",
 651                         trap_msg[type]);
 652                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 653                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 654                 uprintf("\n");
 655         }
 656 #endif
 657
 658 out:
 659         userret(p, &frame, sticks, 1);
 660 }
 661
 662 #ifdef notyet
 663 /*
 664  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 665  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 666  * before this can be used. I think the only things remaining
 667  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 668  * debugging code.
 669  */
 670 static int
 671 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 672         struct trapframe *frame;
 673         int usermode;
 674         vm_offset_t eva;
 675 {
 676         vm_offset_t va;
 677         struct vmspace *vm = NULL;
 678         vm_map_t map = 0;
 679         int rv = 0;
 680         vm_prot_t ftype;
 681         struct proc *p = curproc;
 682
 683         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 684                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 685         else
 686                 ftype = VM_PROT_READ;
 687
 688         va = trunc_page(eva);
 689         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 690                 vm_offset_t v;
 691                 vm_page_t mpte;
 692
 693                 if (p == NULL ||
 694                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 695                      (intr_nesting_level != 0 ||
 696                       curthread->td_pcb->pcb_onfault == NULL))) {
 697                         trap_fatal(frame, eva);
 698                         return (-1);
 699                 }
 700
 701                 /*
 702                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 703                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 704                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 705                  */
 706                 vm = p->p_vmspace;
 707                 if (vm == NULL)
 708                         goto nogo;
 709
 710                 map = &vm->vm_map;
 711
 712                 /*
 713                  * Keep swapout from messing with us during this
 714                  *      critical time.
 715                  */
 716                 ++p->p_lock;
 717
 718                 /*
 719                  * Grow the stack if necessary
 720                  */
 721                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 722                  * a growable stack region and the stack growth
 723                  * fails.  It returns true if va was not within
 724                  * a growable stack region, or if the stack
 725                  * growth succeeded.
 726                  */
 727                 if (!grow_stack (p, va)) {
 728                         rv = KERN_FAILURE;
 729                         --p->p_lock;
 730                         goto nogo;
 731                 }
 732
 733                 /* Fault in the user page: */
 734                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 735                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 736                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 737
 738                 --p->p_lock;
 739         } else {
 740                 /*
 741                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 742                  */
 743                 if (usermode)
 744                         goto nogo;
 745
 746                 /*
 747                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 748                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 749                  * the page.
 750                  */
 751                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 752         }
 753
 754         if (rv == KERN_SUCCESS)
 755                 return (0);
 756 nogo:
 757         if (!usermode) {
 758                 if (intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 759                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 760                         return (0);
 761                 }
 762                 trap_fatal(frame, eva);
 763                 return (-1);
 764         }
 765
 766         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 767         frame->tf_err = eva;
 768
 769         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 770 }
 771 #endif
 772
 773 int
 774 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 775         struct trapframe *frame;
 776         int usermode;
 777         vm_offset_t eva;
 778 {
 779         vm_offset_t va;
 780         struct vmspace *vm = NULL;
 781         vm_map_t map = 0;
 782         int rv = 0;
 783         vm_prot_t ftype;
 784         struct proc *p = curproc;
 785
 786         va = trunc_page(eva);
 787         if (va >= KERNBASE) {
 788                 /*
 789                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 790                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 791                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 792                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 793                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 794                  * fault.
 795                  */
 796 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 797                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
 798                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 799                         return -2;
 800                 }
 801 #endif
 802                 if (usermode)
 803                         goto nogo;
 804
 805                 map = kernel_map;
 806         } else {
 807                 /*
 808                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 809                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 810                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 811                  */
 812                 if (p != NULL)
 813                         vm = p->p_vmspace;
 814
 815                 if (vm == NULL)
 816                         goto nogo;
 817
 818                 map = &vm->vm_map;
 819         }
 820
 821         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 822                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 823         else
 824                 ftype = VM_PROT_READ;
 825
 826         if (map != kernel_map) {
 827                 /*
 828                  * Keep swapout from messing with us during this
 829                  *      critical time.
 830                  */
 831                 ++p->p_lock;
 832
 833                 /*
 834                  * Grow the stack if necessary
 835                  */
 836                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 837                  * a growable stack region and the stack growth
 838                  * fails.  It returns true if va was not within
 839                  * a growable stack region, or if the stack
 840                  * growth succeeded.
 841                  */
 842                 if (!grow_stack (p, va)) {
 843                         rv = KERN_FAILURE;
 844                         --p->p_lock;
 845                         goto nogo;
 846                 }
 847
 848                 /* Fault in the user page: */
 849                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 850                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 851                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 852
 853                 --p->p_lock;
 854         } else {
 855                 /*
 856                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
 857                  */
 858                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 859         }
 860
 861         if (rv == KERN_SUCCESS)
 862                 return (0);
 863 nogo:
 864         if (!usermode) {
 865                 if (intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 866                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 867                         return (0);
 868                 }
 869                 trap_fatal(frame, eva);
 870                 return (-1);
 871         }
 872
 873         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 874         frame->tf_err = eva;
 875
 876         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 877 }
 878
 879 static void
 880 trap_fatal(frame, eva)
 881         struct trapframe *frame;
 882         vm_offset_t eva;
 883 {
 884         int code, type, ss, esp;
 885         struct soft_segment_descriptor softseg;
 886
 887         code = frame->tf_err;
 888         type = frame->tf_trapno;
 889         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 890
 891         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 892                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 893                         type, trap_msg[type],
 894                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 895                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 896 #ifdef SMP
 897         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 898         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 899         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 900         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 901 #endif
 902         if (type == T_PAGEFLT) {
 903                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 904                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 905                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 906                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 907                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 908         }
 909         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 910                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 911         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 912                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 913                 esp = frame->tf_esp;
 914         } else {
 915                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 916                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 917         }
 918         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 919         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 920         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 921                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 922         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 923                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 924                softseg.ssd_gran);
 925         printf("processor eflags        = ");
 926         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 927                 printf("trace trap, ");
 928         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 929                 printf("interrupt enabled, ");
 930         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 931                 printf("nested task, ");
 932         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 933                 printf("resume, ");
 934         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 935                 printf("vm86, ");
 936         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 937         printf("current process         = ");
 938         if (curproc) {
 939                 printf("%lu (%s)\n",
 940                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 941                     curproc->p_comm : "");
 942         } else {
 943                 printf("Idle\n");
 944         }
 945         printf("current thread          = pri %d ", curthread->td_pri);
 946         if (curthread->td_pri >= TDPRI_CRIT)
 947                 printf("(CRIT)");
 948         printf("\n");
 949         printf("interrupt mask          = ");
 950         if ((curthread->td_cpl & net_imask) == net_imask)
 951                 printf("net ");
 952         if ((curthread->td_cpl & tty_imask) == tty_imask)
 953                 printf("tty ");
 954         if ((curthread->td_cpl & bio_imask) == bio_imask)
 955                 printf("bio ");
 956         if ((curthread->td_cpl & cam_imask) == cam_imask)
 957                 printf("cam ");
 958         if (curthread->td_cpl == 0)
 959                 printf("none");
 960 #ifdef SMP
 961 /**
 962  *  XXX FIXME:
 963  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
 964  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
 965  */
 966         printf(" <- SMP: XXX");
 967 #endif
 968         printf("\n");
 969
 970 #ifdef KDB
 971         if (kdb_trap(&psl))
 972                 return;
 973 #endif
 974 #ifdef DDB
 975         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, 0, frame))
 976                 return;
 977 #endif
 978         printf("trap number             = %d\n", type);
 979         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 980                 panic("%s", trap_msg[type]);
 981         else
 982                 panic("unknown/reserved trap");
 983 }
 984
 985 /*
 986  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 987  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 988  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 989  * for example).
 990  *
 991  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 992  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 993  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 994  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 995  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 996  */
 997 void
 998 dblfault_handler()
 999 {
1000         printf("\nFatal double fault:\n");
1001         printf("eip = 0x%x\n", common_tss.tss_eip);
1002         printf("esp = 0x%x\n", common_tss.tss_esp);
1003         printf("ebp = 0x%x\n", common_tss.tss_ebp);
1004 #ifdef SMP
1005         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
1006         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1007         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
1008         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1009 #endif
1010         panic("double fault");
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
1015  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
1016  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
1017  * are thrown out early for other reasons.
1018  */
1019 int trapwrite(addr)
1020         unsigned addr;
1021 {
1022         struct proc *p;
1023         vm_offset_t va;
1024         struct vmspace *vm;
1025         int rv;
1026
1027         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
1028         /*
1029          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
1030          */
1031         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1032                 return (1);
1033
1034         p = curproc;
1035         vm = p->p_vmspace;
1036
1037         ++p->p_lock;
1038
1039         if (!grow_stack (p, va)) {
1040                 --p->p_lock;
1041                 return (1);
1042         }
1043
1044         /*
1045          * fault the data page
1046          */
1047         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
1048
1049         --p->p_lock;
1050
1051         if (rv != KERN_SUCCESS)
1052                 return 1;
1053
1054         return (0);
1055 }
1056
1057 /*
1058  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1059  *
1060  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1061  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1062  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1063  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1064  *
1065  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1066  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1067  */
1068 void
1069 syscall2(frame)
1070         struct trapframe frame;
1071 {
1072         caddr_t params;
1073         int i;
1074         struct sysent *callp;
1075         struct proc *p = curproc;
1076         register_t orig_tf_eflags;
1077         u_quad_t sticks;
1078         int error;
1079         int narg;
1080         int args[8];
1081         int have_mplock = 0;
1082         u_int code;
1083
1084 #ifdef DIAGNOSTIC
1085         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1086                 get_mplock();
1087                 panic("syscall");
1088                 /* NOT REACHED */
1089         }
1090 #endif
1091
1092         /*
1093          * access non-atomic field from critical section.  p_sticks is
1094          * updated by the clock interrupt.
1095          */
1096         crit_enter();
1097         sticks = ((volatile struct proc *)p)->p_sticks;
1098         crit_exit();
1099
1100         p->p_md.md_regs = &frame;
1101         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1102         code = frame.tf_eax;
1103         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1104
1105         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1106                 /*
1107                  * The prep code is not MP aware.
1108                  */
1109                 get_mplock();
1110                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
1111                 rel_mplock();
1112         } else {
1113                 /*
1114                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1115                  * fuword is MP aware.
1116                  */
1117                 if (code == SYS_syscall) {
1118                         /*
1119                          * Code is first argument, followed by actual args.
1120                          */
1121                         code = fuword(params);
1122                         params += sizeof(int);
1123                 } else if (code == SYS___syscall) {
1124                         /*
1125                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1126                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1127                          */
1128                         code = fuword(params);
1129                         params += sizeof(quad_t);
1130                 }
1131         }
1132
1133         if (p->p_sysent->sv_mask)
1134                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
1135
1136         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1137                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1138         else
1139                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1140
1141         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1142
1143         /*
1144          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1145          */
1146         if (params && (i = narg * sizeof(int)) &&
1147             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
1148                 get_mplock();
1149                 have_mplock = 1;
1150 #ifdef KTRACE
1151                 if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL))
1152                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1153 #endif
1154                 goto bad;
1155         }
1156
1157         /*
1158          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1159          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1160          * we are ktracing
1161          */
1162         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1163                 get_mplock();
1164                 have_mplock = 1;
1165         }
1166
1167 #ifdef KTRACE
1168         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL)) {
1169                 if (have_mplock == 0) {
1170                         get_mplock();
1171                         have_mplock = 1;
1172                 }
1173                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1174         }
1175 #endif
1176         p->p_retval[0] = 0;
1177         p->p_retval[1] = frame.tf_edx;
1178
1179         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1180
1181         error = (*callp->sy_call)(args);
1182
1183         /*
1184          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1185          */
1186         switch (error) {
1187         case 0:
1188                 /*
1189                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1190                  * if this is a child returning from fork syscall.
1191                  */
1192                 p = curproc;
1193                 frame.tf_eax = p->p_retval[0];
1194                 frame.tf_edx = p->p_retval[1];
1195                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1196                 break;
1197
1198         case ERESTART:
1199                 /*
1200                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1201                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1202                  */
1203                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1204                 break;
1205
1206         case EJUSTRETURN:
1207                 break;
1208
1209         default:
1210 bad:
1211                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1212                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1213                                 error = -1;     /* XXX */
1214                         else
1215                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1216                 }
1217                 frame.tf_eax = error;
1218                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1219                 break;
1220         }
1221
1222         /*
1223          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1224          */
1225         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1226                 if (have_mplock == 0) {
1227                         get_mplock();
1228                         have_mplock = 1;
1229                 }
1230                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1231                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1232         }
1233
1234         /*
1235          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1236          */
1237         have_mplock = userret(p, &frame, sticks, have_mplock);
1238
1239 #ifdef KTRACE
1240         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET)) {
1241                 if (have_mplock == 0) {
1242                         get_mplock();
1243                         have_mplock = 1;
1244                 }
1245                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, p->p_retval[0]);
1246         }
1247 #endif
1248
1249         /*
1250          * This works because errno is findable through the
1251          * register set.  If we ever support an emulation where this
1252          * is not the case, this code will need to be revisited.
1253          */
1254         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1255
1256         /*
1257          * Release the MP lock if we had to get it
1258          */
1259         if (have_mplock)
1260                 rel_mplock();
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1265  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1266  * held on return.
1267  */
1268 void
1269 fork_return(p, frame)
1270         struct proc *p;
1271         struct trapframe frame;
1272 {
1273         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1274         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1275         frame.tf_edx = 1;
1276
1277         userret(p, &frame, 0, 1);
1278 #ifdef KTRACE
1279         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET))
1280                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1281 #endif
1282 }