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 1.70 2005/11/22 01:52:25 dillon Exp $
  40  */
  41
  42 /*
  43  * 386 Trap and System call handling
  44  */
  45
  46 #include "use_isa.h"
  47 #include "use_npx.h"
  48
  49 #include "opt_cpu.h"
  50 #include "opt_ddb.h"
  51 #include "opt_ktrace.h"
  52 #include "opt_clock.h"
  53 #include "opt_trap.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/proc.h>
  58 #include <sys/pioctl.h>
  59 #include <sys/kernel.h>
  60 #include <sys/resourcevar.h>
  61 #include <sys/signalvar.h>
  62 #include <sys/syscall.h>
  63 #include <sys/sysctl.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/uio.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/malloc.h>
  68 #ifdef KTRACE
  69 #include <sys/ktrace.h>
  70 #endif
  71 #include <sys/upcall.h>
  72 #include <sys/sysproto.h>
  73 #include <sys/sysunion.h>
  74
  75 #include <vm/vm.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <vm/pmap.h>
  79 #include <vm/vm_kern.h>
  80 #include <vm/vm_map.h>
  81 #include <vm/vm_page.h>
  82 #include <vm/vm_extern.h>
  83
  84 #include <machine/cpu.h>
  85 #include <machine/ipl.h>
  86 #include <machine/md_var.h>
  87 #include <machine/pcb.h>
  88 #include <machine/smp.h>
  89 #include <machine/tss.h>
  90 #include <machine/globaldata.h>
  91
  92 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
  93
  94 #ifdef POWERFAIL_NMI
  95 #include <sys/syslog.h>
  96 #include <machine/clock.h>
  97 #endif
  98
  99 #include <machine/vm86.h>
 100
 101 #include <ddb/ddb.h>
 102 #include <sys/msgport2.h>
 103 #include <sys/thread2.h>
 104
 105 #ifdef SMP
 106
 107 #define MAKEMPSAFE(have_mplock)                 \
 108         if (have_mplock == 0) {                 \
 109                 get_mplock();                   \
 110                 have_mplock = 1;                \
 111         }
 112
 113 #else
 114
 115 #define MAKEMPSAFE(have_mplock)
 116
 117 #endif
 118
 119 int (*pmath_emulate) (struct trapframe *);
 120
 121 extern void trap (struct trapframe frame);
 122 extern int trapwrite (unsigned addr);
 123 extern void syscall2 (struct trapframe frame);
 124 extern void sendsys2 (struct trapframe frame);
 125 extern void waitsys2 (struct trapframe frame);
 126
 127 static int trap_pfault (struct trapframe *, int, vm_offset_t);
 128 static void trap_fatal (struct trapframe *, vm_offset_t);
 129 void dblfault_handler (void);
 130
 131 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 132
 133 #define MAX_TRAP_MSG            28
 134 static char *trap_msg[] = {
 135         "",                                     /*  0 unused */
 136         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 137         "",                                     /*  2 unused */
 138         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 139         "",                                     /*  4 unused */
 140         "",                                     /*  5 unused */
 141         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 142         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 143         "",                                     /*  8 unused */
 144         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 145         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 146         "",                                     /* 11 unused */
 147         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 148         "",                                     /* 13 unused */
 149         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 150         "",                                     /* 15 unused */
 151         "",                                     /* 16 unused */
 152         "",                                     /* 17 unused */
 153         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 154         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 155         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 156         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 157         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 158         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 159         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 160         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 161         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 162         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 163         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 164 };
 165
 166 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 167 extern int has_f00f_bug;
 168 #endif
 169
 170 #ifdef DDB
 171 static int ddb_on_nmi = 1;
 172 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ddb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 173         &ddb_on_nmi, 0, "Go to DDB on NMI");
 174 #endif
 175 static int panic_on_nmi = 1;
 176 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 177         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 178 static int fast_release;
 179 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, fast_release, CTLFLAG_RW,
 180         &fast_release, 0, "Passive Release was optimal");
 181 static int slow_release;
 182 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, slow_release, CTLFLAG_RW,
 183         &slow_release, 0, "Passive Release was nonoptimal");
 184 #ifdef SMP
 185 static int syscall_mpsafe = 0;
 186 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, syscall_mpsafe, CTLFLAG_RW,
 187         &syscall_mpsafe, 0, "Allow MPSAFE marked syscalls to run without BGL");
 188 TUNABLE_INT("kern.syscall_mpsafe", &syscall_mpsafe);
 189 static int trap_mpsafe = 0;
 190 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, trap_mpsafe, CTLFLAG_RW,
 191         &trap_mpsafe, 0, "Allow traps to mostly run without the BGL");
 192 TUNABLE_INT("kern.trap_mpsafe", &trap_mpsafe);
 193 #endif
 194
 195 MALLOC_DEFINE(M_SYSMSG, "sysmsg", "sysmsg structure");
 196 extern int max_sysmsg;
 197
 198 /*
 199  * Passive USER->KERNEL transition.  This only occurs if we block in the
 200  * kernel while still holding our userland priority.  We have to fixup our
 201  * priority in order to avoid potential deadlocks before we allow the system
 202  * to switch us to another thread.
 203  */
 204 static void
 205 passive_release(struct thread *td)
 206 {
 207         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 208
 209         td->td_release = NULL;
 210         lwkt_setpri_self(TDPRI_KERN_USER);
 211         lp->lwp_proc->p_usched->release_curproc(lp);
 212 }
 213
 214 /*
 215  * userenter() passively intercepts the thread switch function to increase
 216  * the thread priority from a user priority to a kernel priority, reducing
 217  * syscall and trap overhead for the case where no switch occurs.
 218  */
 219
 220 static __inline void
 221 userenter(struct thread *curtd)
 222 {
 223         curtd->td_release = passive_release;
 224 }
 225
 226 /*
 227  * Handle signals, upcalls, profiling, and other AST's and/or tasks that
 228  * must be completed before we can return to or try to return to userland.
 229  *
 230  * Note that td_sticks is a 64 bit quantity, but there's no point doing 64
 231  * arithmatic on the delta calculation so the absolute tick values are
 232  * truncated to an integer.
 233  */
 234 static void
 235 userret(struct lwp *lp, struct trapframe *frame, int sticks)
 236 {
 237         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 238         int sig;
 239
 240         /*
 241          * Charge system time if profiling.  Note: times are in microseconds.
 242          * This may do a copyout and block, so do it first even though it
 243          * means some system time will be charged as user time.
 244          */
 245         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 246                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 247                         (u_int)((int)p->p_thread->td_sticks - sticks));
 248         }
 249
 250 recheck:
 251         /*
 252          * Block here if we are in a stopped state.
 253          */
 254         if (p->p_flag & P_STOPPED) {
 255                 get_mplock();
 256                 tstop(p);
 257                 rel_mplock();
 258                 goto recheck;
 259         }
 260
 261         /*
 262          * Post any pending upcalls
 263          */
 264         if (p->p_flag & P_UPCALLPEND) {
 265                 p->p_flag &= ~P_UPCALLPEND;
 266                 get_mplock();
 267                 postupcall(lp);
 268                 rel_mplock();
 269                 goto recheck;
 270         }
 271
 272         /*
 273          * Post any pending signals
 274          */
 275         if ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 276                 get_mplock();
 277                 postsig(sig);
 278                 rel_mplock();
 279                 goto recheck;
 280         }
 281
 282         /*
 283          * block here if we are swapped out, but still process signals
 284          * (such as SIGKILL).  proc0 (the swapin scheduler) is already
 285          * aware of our situation, we do not have to wake it up.
 286          */
 287         if (p->p_flag & P_SWAPPEDOUT) {
 288                 get_mplock();
 289                 p->p_flag |= P_SWAPWAIT;
 290                 swapin_request();
 291                 if (p->p_flag & P_SWAPWAIT)
 292                         tsleep(p, PCATCH, "SWOUT", 0);
 293                 p->p_flag &= ~P_SWAPWAIT;
 294                 rel_mplock();
 295                 goto recheck;
 296         }
 297 }
 298
 299 /*
 300  * Cleanup from userenter and any passive release that might have occured.
 301  * We must reclaim the current-process designation before we can return
 302  * to usermode.  We also handle both LWKT and USER reschedule requests.
 303  */
 304 static __inline void
 305 userexit(struct lwp *lp)
 306 {
 307         struct thread *td = lp->lwp_thread;
 308         globaldata_t gd = td->td_gd;
 309
 310 #if 0
 311         /*
 312          * If a user reschedule is requested force a new process to be
 313          * chosen by releasing the current process.  Our process will only
 314          * be chosen again if it has a considerably better priority.
 315          */
 316         if (user_resched_wanted())
 317                 lp->lwp_proc->p_usched->release_curproc(lp);
 318 #endif
 319
 320 again:
 321         /*
 322          * Handle a LWKT reschedule request first.  Since our passive release
 323          * is still in place we do not have to do anything special.
 324          */
 325         if (lwkt_resched_wanted())
 326                 lwkt_switch();
 327
 328         /*
 329          * Acquire the current process designation if we do not own it.
 330          * Note that acquire_curproc() does not reset the user reschedule
 331          * bit on purpose, because we may need to accumulate over several
 332          * threads waking up at the same time.
 333          *
 334          * NOTE: userland scheduler cruft: because processes are removed
 335          * from the userland scheduler's queue we run through loops to try
 336          * to figure out which is the best of [ existing, waking-up ]
 337          * threads.
 338          */
 339         if (lp != gd->gd_uschedcp) {
 340                 ++slow_release;
 341                 lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
 342                 /* We may have switched cpus on acquisition */
 343                 gd = td->td_gd;
 344         } else {
 345                 ++fast_release;
 346         }
 347
 348         /*
 349          * Reduce our priority in preparation for a return to userland.  If
 350          * our passive release function was still in place, our priority was
 351          * never raised and does not need to be reduced.
 352          */
 353         if (td->td_release == NULL)
 354                 lwkt_setpri_self(TDPRI_USER_NORM);
 355         td->td_release = NULL;
 356
 357         /*
 358          * After reducing our priority there might be other kernel-level
 359          * LWKTs that now have a greater priority.  Run them as necessary.
 360          * We don't have to worry about losing cpu to userland because
 361          * we still control the current-process designation and we no longer
 362          * have a passive release function installed.
 363          */
 364         if (lwkt_checkpri_self())
 365                 lwkt_switch();
 366
 367         /*
 368          * If a userland reschedule is [still] pending we may not be the best
 369          * selected process.  Select a better one.  If another LWKT resched
 370          * is pending the trap will be re-entered.
 371          */
 372         if (user_resched_wanted()) {
 373                 lp->lwp_proc->p_usched->select_curproc(gd);
 374                 if (lp != gd->gd_uschedcp) {
 375                         lwkt_setpri_self(TDPRI_KERN_USER);
 376                         goto again;
 377                 }
 378         }
 379 }
 380
 381 /*
 382  * Exception, fault, and trap interface to the kernel.
 383  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 384  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 385  * frame after the exception has been processed.
 386  *
 387  * This function is also called from doreti in an interlock to handle ASTs.
 388  * For example:  hardwareint->INTROUTINE->(set ast)->doreti->trap
 389  *
 390  * NOTE!  We have to retrieve the fault address prior to obtaining the
 391  * MP lock because get_mplock() may switch out.  YYY cr2 really ought
 392  * to be retrieved by the assembly code, not here.
 393  *
 394  * XXX gd_trap_nesting_level currently prevents lwkt_switch() from panicing
 395  * if an attempt is made to switch from a fast interrupt or IPI.  This is
 396  * necessary to properly take fatal kernel traps on SMP machines if
 397  * get_mplock() has to block.
 398  */
 399
 400 void
 401 trap(frame)
 402         struct trapframe frame;
 403 {
 404         struct globaldata *gd = mycpu;
 405         struct thread *td = gd->gd_curthread;
 406         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 407         struct proc *p;
 408         int sticks = 0;
 409         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 410 #ifdef SMP
 411         int have_mplock = 0;
 412 #endif
 413         vm_offset_t eva;
 414
 415         p = td->td_proc;
 416 #ifdef DDB
 417         if (db_active) {
 418                 eva = (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT ? rcr2() : 0);
 419                 ++gd->gd_trap_nesting_level;
 420                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 421                 trap_fatal(&frame, eva);
 422                 --gd->gd_trap_nesting_level;
 423                 goto out2;
 424         }
 425 #endif
 426
 427         eva = 0;
 428         ++gd->gd_trap_nesting_level;
 429         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 430                 /*
 431                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 432                  * This problem is worked around by using an interrupt
 433                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 434                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 435                  *
 436                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 437                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 438                  * flow of control too much for this to be obviously
 439                  * correct.
 440                  */
 441                 eva = rcr2();
 442                 cpu_enable_intr();
 443         }
 444 #ifdef SMP
 445         if (trap_mpsafe == 0)
 446                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 447 #endif
 448
 449         --gd->gd_trap_nesting_level;
 450
 451         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 452                 /*
 453                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 454                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 455                  * it is better than running with interrupts disabled until
 456                  * they are accidentally enabled later.
 457                  */
 458                 type = frame.tf_trapno;
 459                 if (ISPL(frame.tf_cs)==SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 460                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 461                         printf(
 462                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 463                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 464                 } else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP) {
 465                         /*
 466                          * XXX not quite right, since this may be for a
 467                          * multiple fault in user mode.
 468                          */
 469                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 470                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 471                             type);
 472                 }
 473                 cpu_enable_intr();
 474         }
 475
 476 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 477 restart:
 478 #endif
 479         type = frame.tf_trapno;
 480         code = frame.tf_err;
 481
 482         if (in_vm86call) {
 483                 ASSERT_MP_LOCK_HELD(curthread);
 484                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 485                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 486 #ifdef SMP
 487                         KKASSERT(td->td_mpcount > 0);
 488 #endif
 489                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 490 #ifdef SMP
 491                         KKASSERT(td->td_mpcount > 0);
 492 #endif
 493                         if (i != 0) {
 494                                 /*
 495                                  * returns to original process
 496                                  */
 497                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 498                                 KKASSERT(0);
 499                         }
 500                         goto out2;
 501                 }
 502                 switch (type) {
 503                         /*
 504                          * these traps want either a process context, or
 505                          * assume a normal userspace trap.
 506                          */
 507                 case T_PROTFLT:
 508                 case T_SEGNPFLT:
 509                         trap_fatal(&frame, eva);
 510                         goto out2;
 511                 case T_TRCTRAP:
 512                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 513                         /* FALL THROUGH */
 514                 }
 515                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 516         }
 517
 518         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 519                 /* user trap */
 520
 521                 userenter(td);
 522
 523                 sticks = (int)td->td_sticks;
 524                 lp->lwp_md.md_regs = &frame;
 525
 526                 switch (type) {
 527                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 528                         ucode = type;
 529                         i = SIGILL;
 530                         break;
 531
 532                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 533                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 534                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 535                         i = SIGTRAP;
 536                         break;
 537
 538                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 539                         ucode = code;
 540                         i = SIGFPE;
 541                         break;
 542
 543                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 544                         mycpu->gd_cnt.v_soft++;
 545                         if (mycpu->gd_reqflags & RQF_AST_OWEUPC) {
 546                                 atomic_clear_int_nonlocked(&mycpu->gd_reqflags,
 547                                             RQF_AST_OWEUPC);
 548                                 addupc_task(p, p->p_prof.pr_addr,
 549                                             p->p_prof.pr_ticks);
 550                         }
 551                         goto out;
 552
 553                         /*
 554                          * The following two traps can happen in
 555                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 556                          * them specially.
 557                          */
 558                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 559                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 560                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 561                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 562                                 if (i == 0)
 563                                         goto out;
 564                                 break;
 565                         }
 566                         /* FALL THROUGH */
 567
 568                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 569                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 570                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 571                 default:
 572                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 573                         i = SIGBUS;
 574                         break;
 575
 576                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 577                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 578                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 579                         if (i == -1)
 580                                 goto out;
 581 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 582                         if (i == -2)
 583                                 goto restart;
 584 #endif
 585                         if (i == 0)
 586                                 goto out;
 587
 588                         ucode = T_PAGEFLT;
 589                         break;
 590
 591                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 592                         ucode = FPE_INTDIV;
 593                         i = SIGFPE;
 594                         break;
 595
 596 #if NISA > 0
 597                 case T_NMI:
 598                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 599 #ifdef POWERFAIL_NMI
 600                         goto handle_powerfail;
 601 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 602                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 603                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 604 #ifdef DDB
 605                                 /*
 606                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 607                                  * for debugging.
 608                                  */
 609                                 if (ddb_on_nmi) {
 610                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 611                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 612                                 }
 613 #endif /* DDB */
 614                                 goto out2;
 615                         } else if (panic_on_nmi)
 616                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 617                         break;
 618 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 619 #endif /* NISA > 0 */
 620
 621                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 622                         ucode = FPE_INTOVF;
 623                         i = SIGFPE;
 624                         break;
 625
 626                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 627                         ucode = FPE_FLTSUB;
 628                         i = SIGFPE;
 629                         break;
 630
 631                 case T_DNA:
 632 #if NNPX > 0
 633                         /*
 634                          * The kernel may have switched out the FP unit's
 635                          * state, causing the user process to take a fault
 636                          * when it tries to use the FP unit.  Restore the
 637                          * state here
 638                          */
 639                         if (npxdna())
 640                                 goto out;
 641 #endif
 642                         if (!pmath_emulate) {
 643                                 i = SIGFPE;
 644                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 645                                 break;
 646                         }
 647                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 648                         if (i == 0) {
 649                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 650                                         goto out2;
 651                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 652                                 i = SIGTRAP;
 653                         }
 654                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 655                         break;
 656
 657                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 658                         ucode = T_FPOPFLT;
 659                         i = SIGILL;
 660                         break;
 661
 662                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 663                         ucode = 0; /* XXX */
 664                         i = SIGFPE;
 665                         break;
 666                 }
 667         } else {
 668 kernel_trap:
 669                 /* kernel trap */
 670
 671                 switch (type) {
 672                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 673                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 674                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 675                         goto out2;
 676
 677                 case T_DNA:
 678 #if NNPX > 0
 679                         /*
 680                          * The kernel may be using npx for copying or other
 681                          * purposes.
 682                          */
 683                         if (npxdna())
 684                                 goto out2;
 685 #endif
 686                         break;
 687
 688                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 689                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 690                         /*
 691                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 692                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 693                          * This causes a fault in kernel mode when the
 694                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 695                          * to get this fault so that we can fix the
 696                          * problem here and not have to check all the
 697                          * selectors and pointers when the user changes
 698                          * them.
 699                          */
 700 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 701         do {                                                            \
 702                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 703                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 704                         goto out2;                                      \
 705                 }                                                       \
 706         } while (0)
 707                         /*
 708                          * Since we don't save %gs across an interrupt
 709                          * frame this check must occur outside the intr
 710                          * nesting level check.
 711                          */
 712                         if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 713                                 td->td_pcb->pcb_gs = 0;
 714                                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 715                                 psignal(p, SIGBUS);
 716                                 goto out2;
 717                         }
 718                         if (mycpu->gd_intr_nesting_level == 0) {
 719                                 /*
 720                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 721                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 722                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 723                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 724                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 725                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 726                                  * a signal.
 727                                  */
 728                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 729                                                    doreti_iret_fault);
 730                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 731                                                    doreti_popl_ds_fault);
 732                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 733                                                    doreti_popl_es_fault);
 734                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 735                                                    doreti_popl_fs_fault);
 736                                 if (td->td_pcb->pcb_onfault) {
 737                                         frame.tf_eip =
 738                                             (register_t)td->td_pcb->pcb_onfault;
 739                                         goto out2;
 740                                 }
 741                         }
 742                         break;
 743
 744                 case T_TSSFLT:
 745                         /*
 746                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 747                          * automatically when the kernel is entered.  This
 748                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 749                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 750                          * want to get this fault so that we can fix the
 751                          * problem here and not every time the kernel is
 752                          * entered.
 753                          */
 754                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 755                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 756                                 goto out2;
 757                         }
 758                         break;
 759
 760                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 761                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 762                                 /*
 763                                  * We've just entered system mode via the
 764                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 765                                  * silently until the syscall handler has
 766                                  * saved the flags.
 767                                  */
 768                                 goto out2;
 769                         }
 770                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 771                                 /*
 772                                  * The syscall handler has now saved the
 773                                  * flags.  Stop single stepping it.
 774                                  */
 775                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 776                                 goto out2;
 777                         }
 778                         /*
 779                          * Ignore debug register trace traps due to
 780                          * accesses in the user's address space, which
 781                          * can happen under several conditions such as
 782                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 783                          * then passes that buffer to a system call.
 784                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 785                          * in kernel space because that is useful when
 786                          * debugging the kernel.
 787                          */
 788                         if (user_dbreg_trap()) {
 789                                 /*
 790                                  * Reset breakpoint bits because the
 791                                  * processor doesn't
 792                                  */
 793                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 794                                 goto out2;
 795                         }
 796                         /*
 797                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 798                          */
 799                 case T_BPTFLT:
 800                         /*
 801                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 802                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 803                          */
 804 #ifdef DDB
 805                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 806                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 807                                 goto out2;
 808 #endif
 809                         break;
 810
 811 #if NISA > 0
 812                 case T_NMI:
 813                         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 814 #ifdef POWERFAIL_NMI
 815 #ifndef TIMER_FREQ
 816 #  define TIMER_FREQ 1193182
 817 #endif
 818         handle_powerfail:
 819                 {
 820                   static unsigned lastalert = 0;
 821
 822                   if(time_second - lastalert > 10)
 823                     {
 824                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 825                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 826                       lastalert = time_second;
 827                     }
 828                     /* YYY mp count */
 829                   goto out2;
 830                 }
 831 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 832                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 833                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 834 #ifdef DDB
 835                                 /*
 836                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 837                                  * for debugging.
 838                                  */
 839                                 if (ddb_on_nmi) {
 840                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 841                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 842                                 }
 843 #endif /* DDB */
 844                                 goto out2;
 845                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 846                                 goto out2;
 847                         /* FALL THROUGH */
 848 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 849 #endif /* NISA > 0 */
 850                 }
 851
 852                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
 853                 trap_fatal(&frame, eva);
 854                 goto out2;
 855         }
 856
 857         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 858         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 859                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 860
 861         MAKEMPSAFE(have_mplock);
 862         trapsignal(p, i, ucode);
 863
 864 #ifdef DEBUG
 865         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 866                 uprintf("fatal process exception: %s",
 867                         trap_msg[type]);
 868                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 869                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 870                 uprintf("\n");
 871         }
 872 #endif
 873
 874 out:
 875 #ifdef SMP
 876         if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL)
 877                 KASSERT(td->td_mpcount == have_mplock, ("badmpcount trap/end from %p", (void *)frame.tf_eip));
 878 #endif
 879         userret(lp, &frame, sticks);
 880         userexit(lp);
 881 out2:   ;
 882 #ifdef SMP
 883         KKASSERT(td->td_mpcount >= have_mplock);
 884         if (have_mplock)
 885                 rel_mplock();
 886 #endif
 887 }
 888
 889 #ifdef notyet
 890 /*
 891  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 892  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 893  * before this can be used. I think the only things remaining
 894  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 895  * debugging code.
 896  */
 897 static int
 898 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 899         struct trapframe *frame;
 900         int usermode;
 901         vm_offset_t eva;
 902 {
 903         vm_offset_t va;
 904         struct vmspace *vm = NULL;
 905         vm_map_t map = 0;
 906         int rv = 0;
 907         vm_prot_t ftype;
 908         thread_t td = curthread;
 909         struct proc *p = td->td_proc;   /* may be NULL */
 910
 911         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 912                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 913         else
 914                 ftype = VM_PROT_READ;
 915
 916         va = trunc_page(eva);
 917         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 918                 vm_offset_t v;
 919                 vm_page_t mpte;
 920
 921                 if (p == NULL ||
 922                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 923                      (td->td_gd->gd_intr_nesting_level != 0 ||
 924                       td->td_pcb->pcb_onfault == NULL))) {
 925                         trap_fatal(frame, eva);
 926                         return (-1);
 927                 }
 928
 929                 /*
 930                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 931                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 932                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 933                  */
 934                 vm = p->p_vmspace;
 935                 if (vm == NULL)
 936                         goto nogo;
 937
 938                 map = &vm->vm_map;
 939
 940                 /*
 941                  * Keep swapout from messing with us during this
 942                  *      critical time.
 943                  */
 944                 ++p->p_lock;
 945
 946                 /*
 947                  * Grow the stack if necessary
 948                  */
 949                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 950                  * a growable stack region and the stack growth
 951                  * fails.  It returns true if va was not within
 952                  * a growable stack region, or if the stack
 953                  * growth succeeded.
 954                  */
 955                 if (!grow_stack (p, va)) {
 956                         rv = KERN_FAILURE;
 957                         --p->p_lock;
 958                         goto nogo;
 959                 }
 960
 961                 /* Fault in the user page: */
 962                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 963                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 964                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 965
 966                 --p->p_lock;
 967         } else {
 968                 /*
 969                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 970                  */
 971                 if (usermode)
 972                         goto nogo;
 973
 974                 /*
 975                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 976                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 977                  * the page.
 978                  */
 979                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 980         }
 981
 982         if (rv == KERN_SUCCESS)
 983                 return (0);
 984 nogo:
 985         if (!usermode) {
 986                 if (mtd->td_gd->gd_intr_nesting_level == 0 &&
 987                     td->td_pcb->pcb_onfault) {
 988                         frame->tf_eip = (register_t)td->td_pcb->pcb_onfault;
 989                         return (0);
 990                 }
 991                 trap_fatal(frame, eva);
 992                 return (-1);
 993         }
 994
 995         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 996         frame->tf_err = eva;
 997
 998         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 999 }
1000 #endif
1001
1002 int
1003 trap_pfault(frame, usermode, eva)
1004         struct trapframe *frame;
1005         int usermode;
1006         vm_offset_t eva;
1007 {
1008         vm_offset_t va;
1009         struct vmspace *vm = NULL;
1010         vm_map_t map = 0;
1011         int rv = 0;
1012         vm_prot_t ftype;
1013         thread_t td = curthread;
1014         struct proc *p = td->td_proc;
1015
1016         va = trunc_page(eva);
1017         if (va >= KERNBASE) {
1018                 /*
1019                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
1020                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
1021                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
1022                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
1023                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
1024                  * fault.
1025                  */
1026 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1027                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
1028                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
1029                         return -2;
1030                 }
1031 #endif
1032                 if (usermode)
1033                         goto nogo;
1034
1035                 map = kernel_map;
1036         } else {
1037                 /*
1038                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
1039                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
1040                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
1041                  */
1042                 if (p != NULL)
1043                         vm = p->p_vmspace;
1044
1045                 if (vm == NULL)
1046                         goto nogo;
1047
1048                 map = &vm->vm_map;
1049         }
1050
1051         if (frame->tf_err & PGEX_W)
1052                 ftype = VM_PROT_WRITE;
1053         else
1054                 ftype = VM_PROT_READ;
1055
1056         if (map != kernel_map) {
1057                 /*
1058                  * Keep swapout from messing with us during this
1059                  *      critical time.
1060                  */
1061                 ++p->p_lock;
1062
1063                 /*
1064                  * Grow the stack if necessary
1065                  */
1066                 /* grow_stack returns false only if va falls into
1067                  * a growable stack region and the stack growth
1068                  * fails.  It returns true if va was not within
1069                  * a growable stack region, or if the stack
1070                  * growth succeeded.
1071                  */
1072                 if (!grow_stack (p, va)) {
1073                         rv = KERN_FAILURE;
1074                         --p->p_lock;
1075                         goto nogo;
1076                 }
1077
1078                 /* Fault in the user page: */
1079                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
1080                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
1081                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
1082
1083                 --p->p_lock;
1084         } else {
1085                 /*
1086                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
1087                  */
1088                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
1089         }
1090
1091         if (rv == KERN_SUCCESS)
1092                 return (0);
1093 nogo:
1094         if (!usermode) {
1095                 if (td->td_gd->gd_intr_nesting_level == 0 &&
1096                     td->td_pcb->pcb_onfault) {
1097                         frame->tf_eip = (register_t)td->td_pcb->pcb_onfault;
1098                         return (0);
1099                 }
1100                 trap_fatal(frame, eva);
1101                 return (-1);
1102         }
1103
1104         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
1105         frame->tf_err = eva;
1106
1107         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
1108 }
1109
1110 static void
1111 trap_fatal(frame, eva)
1112         struct trapframe *frame;
1113         vm_offset_t eva;
1114 {
1115         int code, type, ss, esp;
1116         struct soft_segment_descriptor softseg;
1117
1118         code = frame->tf_err;
1119         type = frame->tf_trapno;
1120         sdtossd(&gdt[mycpu->gd_cpuid * NGDT + IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
1121
1122         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1123                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
1124                         type, trap_msg[type],
1125                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
1126                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
1127 #ifdef SMP
1128         /* three separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1129         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1130         printf("cpuid = %d; ", mycpu->gd_cpuid);
1131         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1132 #endif
1133         if (type == T_PAGEFLT) {
1134                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
1135                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
1136                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
1137                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
1138                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
1139         }
1140         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
1141                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
1142         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
1143                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
1144                 esp = frame->tf_esp;
1145         } else {
1146                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
1147                 esp = (int)&frame->tf_esp;
1148         }
1149         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
1150         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
1151         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
1152                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
1153         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
1154                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
1155                softseg.ssd_gran);
1156         printf("processor eflags        = ");
1157         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
1158                 printf("trace trap, ");
1159         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
1160                 printf("interrupt enabled, ");
1161         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
1162                 printf("nested task, ");
1163         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
1164                 printf("resume, ");
1165         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
1166                 printf("vm86, ");
1167         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
1168         printf("current process         = ");
1169         if (curproc) {
1170                 printf("%lu (%s)\n",
1171                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
1172                     curproc->p_comm : "");
1173         } else {
1174                 printf("Idle\n");
1175         }
1176         printf("current thread          = pri %d ", curthread->td_pri);
1177         if (curthread->td_pri >= TDPRI_CRIT)
1178                 printf("(CRIT)");
1179         printf("\n");
1180 #ifdef SMP
1181 /**
1182  *  XXX FIXME:
1183  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
1184  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
1185  */
1186         printf(" <- SMP: XXX");
1187 #endif
1188         printf("\n");
1189
1190 #ifdef KDB
1191         if (kdb_trap(&psl))
1192                 return;
1193 #endif
1194 #ifdef DDB
1195         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, code, frame))
1196                 return;
1197 #endif
1198         printf("trap number             = %d\n", type);
1199         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
1200                 panic("%s", trap_msg[type]);
1201         else
1202                 panic("unknown/reserved trap");
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
1207  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
1208  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
1209  * for example).
1210  *
1211  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
1212  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
1213  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
1214  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
1215  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
1216  */
1217 void
1218 dblfault_handler()
1219 {
1220         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
1221
1222         printf("\nFatal double fault:\n");
1223         printf("eip = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_eip);
1224         printf("esp = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_esp);
1225         printf("ebp = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_ebp);
1226 #ifdef SMP
1227         /* three separate prints in case of a trap on an unmapped page */
1228         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1229         printf("cpuid = %d; ", mycpu->gd_cpuid);
1230         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1231 #endif
1232         panic("double fault");
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
1237  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
1238  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
1239  * are thrown out early for other reasons.
1240  */
1241 int trapwrite(addr)
1242         unsigned addr;
1243 {
1244         struct proc *p;
1245         vm_offset_t va;
1246         struct vmspace *vm;
1247         int rv;
1248
1249         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
1250         /*
1251          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
1252          */
1253         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1254                 return (1);
1255
1256         p = curproc;
1257         vm = p->p_vmspace;
1258
1259         ++p->p_lock;
1260
1261         if (!grow_stack (p, va)) {
1262                 --p->p_lock;
1263                 return (1);
1264         }
1265
1266         /*
1267          * fault the data page
1268          */
1269         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
1270
1271         --p->p_lock;
1272
1273         if (rv != KERN_SUCCESS)
1274                 return 1;
1275
1276         return (0);
1277 }
1278
1279 /*
1280  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1281  *
1282  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1283  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1284  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1285  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1286  *
1287  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1288  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1289  *
1290  *      MPSAFE - note that large sections of this routine are run without
1291  *               the MP lock.
1292  */
1293
1294 void
1295 syscall2(struct trapframe frame)
1296 {
1297         struct thread *td = curthread;
1298         struct proc *p = td->td_proc;
1299         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1300         caddr_t params;
1301         struct sysent *callp;
1302         register_t orig_tf_eflags;
1303         int sticks;
1304         int error;
1305         int narg;
1306 #ifdef SMP
1307         int have_mplock = 0;
1308 #endif
1309         u_int code;
1310         union sysunion args;
1311
1312 #ifdef DIAGNOSTIC
1313         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1314                 get_mplock();
1315                 panic("syscall");
1316                 /* NOT REACHED */
1317         }
1318 #endif
1319
1320 #ifdef SMP
1321         KASSERT(td->td_mpcount == 0, ("badmpcount syscall2 from %p", (void *)frame.tf_eip));
1322         if (syscall_mpsafe == 0)
1323                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1324 #endif
1325         userenter(td);          /* lazy raise our priority */
1326
1327         sticks = (int)td->td_sticks;
1328
1329         lp->lwp_md.md_regs = &frame;
1330         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1331         code = frame.tf_eax;
1332         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1333
1334         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1335                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(
1336                         &frame, (int *)(&args.nosys.usrmsg + 1),
1337                         &code, &params);
1338         } else {
1339                 /*
1340                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1341                  * fuword is MP aware.
1342                  */
1343                 if (code == SYS_syscall) {
1344                         /*
1345                          * Code is first argument, followed by actual args.
1346                          */
1347                         code = fuword(params);
1348                         params += sizeof(int);
1349                 } else if (code == SYS___syscall) {
1350                         /*
1351                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1352                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1353                          */
1354                         code = fuword(params);
1355                         params += sizeof(quad_t);
1356                 }
1357         }
1358
1359         code &= p->p_sysent->sv_mask;
1360         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1361                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1362         else
1363                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1364
1365         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1366
1367         /*
1368          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1369          */
1370         if (narg && params) {
1371                 error = copyin(params, (caddr_t)(&args.nosys.usrmsg + 1),
1372                                 narg * sizeof(register_t));
1373                 if (error) {
1374 #ifdef KTRACE
1375                         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL)) {
1376                                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1377
1378                                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg,
1379                                         (void *)(&args.nosys.usrmsg + 1));
1380                         }
1381 #endif
1382                         goto bad;
1383                 }
1384         }
1385
1386 #ifdef KTRACE
1387         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL)) {
1388                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1389                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, (void *)(&args.nosys.usrmsg + 1));
1390         }
1391 #endif
1392
1393         /*
1394          * For traditional syscall code edx is left untouched when 32 bit
1395          * results are returned.  Since edx is loaded from fds[1] when the
1396          * system call returns we pre-set it here.
1397          */
1398         lwkt_initmsg(&args.lmsg, &td->td_msgport, 0,
1399                         lwkt_cmd_op(code), lwkt_cmd_op_none);
1400         args.sysmsg_copyout = NULL;
1401         args.sysmsg_fds[0] = 0;
1402         args.sysmsg_fds[1] = frame.tf_edx;
1403
1404         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1405
1406 #ifdef SMP
1407         /*
1408          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1409          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1410          * we are ktracing
1411          */
1412         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0)
1413                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1414 #endif
1415
1416         error = (*callp->sy_call)(&args);
1417
1418         /*
1419          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1420          */
1421         switch (error) {
1422         case 0:
1423                 /*
1424                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1425                  * if this is a child returning from fork syscall.
1426                  */
1427                 p = curproc;
1428                 lp = curthread->td_lwp;
1429                 frame.tf_eax = args.sysmsg_fds[0];
1430                 frame.tf_edx = args.sysmsg_fds[1];
1431                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1432                 break;
1433         case ERESTART:
1434                 /*
1435                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1436                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1437                  */
1438                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1439                 break;
1440         case EJUSTRETURN:
1441                 break;
1442         case EASYNC:
1443                 panic("Unexpected EASYNC return value (for now)");
1444         default:
1445 bad:
1446                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1447                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1448                                 error = -1;     /* XXX */
1449                         else
1450                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1451                 }
1452                 frame.tf_eax = error;
1453                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1454                 break;
1455         }
1456
1457         /*
1458          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1459          */
1460         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1461                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1462                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1463                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1464         }
1465
1466         /*
1467          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1468          */
1469         userret(lp, &frame, sticks);
1470
1471 #ifdef KTRACE
1472         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET)) {
1473                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1474                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, args.sysmsg_result);
1475         }
1476 #endif
1477
1478         /*
1479          * This works because errno is findable through the
1480          * register set.  If we ever support an emulation where this
1481          * is not the case, this code will need to be revisited.
1482          */
1483         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1484
1485         userexit(lp);
1486 #ifdef SMP
1487         /*
1488          * Release the MP lock if we had to get it
1489          */
1490         KASSERT(td->td_mpcount == have_mplock,
1491                 ("badmpcount syscall2/end from %p", (void *)frame.tf_eip));
1492         if (have_mplock)
1493                 rel_mplock();
1494 #endif
1495 }
1496
1497 /*
1498  *      free_sysun -    Put an unused sysun on the free list.
1499  */
1500 static __inline void
1501 free_sysun(struct thread *td, union sysunion *sysun)
1502 {
1503         struct globaldata *gd = td->td_gd;
1504
1505         crit_enter_quick(td);
1506         sysun->lmsg.opaque.ms_sysunnext = gd->gd_freesysun;
1507         gd->gd_freesysun = sysun;
1508         crit_exit_quick(td);
1509 }
1510
1511 /*
1512  *      sendsys2 -      MP aware system message request C handler
1513  */
1514 void
1515 sendsys2(struct trapframe frame)
1516 {
1517         struct globaldata *gd;
1518         struct thread *td = curthread;
1519         struct proc *p = td->td_proc;
1520         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1521         register_t orig_tf_eflags;
1522         struct sysent *callp;
1523         union sysunion *sysun = NULL;
1524         lwkt_msg_t umsg;
1525 #ifdef SMP
1526         int have_mplock = 0;
1527 #endif
1528         int sticks;
1529         int error;
1530         int narg;
1531         u_int code = 0;
1532         int msgsize;
1533         int result;
1534
1535 #ifdef DIAGNOSTIC
1536         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1537                 get_mplock();
1538                 panic("sendsys");
1539                 /* NOT REACHED */
1540         }
1541 #endif
1542
1543 #ifdef SMP
1544         KASSERT(td->td_mpcount == 0,
1545                 ("badmpcount sendsys2 from %p", (void *)frame.tf_eip));
1546         if (syscall_mpsafe == 0)
1547                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1548 #endif
1549         /*
1550          * access non-atomic field from critical section.  p_sticks is
1551          * updated by the clock interrupt.  Also use this opportunity
1552          * to lazy-raise our LWKT priority.
1553          */
1554         userenter(td);
1555         sticks = td->td_sticks;
1556
1557         lp->lwp_md.md_regs = &frame;
1558         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1559         result = 0;
1560
1561         /*
1562          * Extract the system call message.  If msgsize is zero we are
1563          * blocking on a message and/or message port.  If msgsize is -1
1564          * we are testing a message for completion or a message port for
1565          * activity.
1566          *
1567          * The userland system call message size includes the size of the
1568          * userland lwkt_msg plus arguments.  We load it into the userland
1569          * portion of our sysunion structure then we initialize the kerneland
1570          * portion and go.
1571          */
1572
1573         /*
1574          * Bad message size
1575          */
1576         if ((msgsize = frame.tf_edx) < sizeof(struct lwkt_msg) ||
1577             msgsize > sizeof(union sysunion) - sizeof(struct sysmsg)) {
1578                 error = ENOSYS;
1579                 goto bad2;
1580         }
1581
1582         /*
1583          * Obtain a sysun from our per-cpu cache or allocate a new one.  Use
1584          * the opaque field to store the original (user) message pointer.
1585          * A critical section is necessary to interlock against interrupts
1586          * returning system messages to the thread cache.
1587          */
1588         gd = td->td_gd;
1589         crit_enter_quick(td);
1590         if ((sysun = gd->gd_freesysun) != NULL)
1591                 gd->gd_freesysun = sysun->lmsg.opaque.ms_sysunnext;
1592         else
1593                 sysun = malloc(sizeof(union sysunion), M_SYSMSG, M_WAITOK);
1594         crit_exit_quick(td);
1595
1596         /*
1597          * Copy the user request into the kernel copy of the user request.
1598          */
1599         umsg = (void *)frame.tf_ecx;
1600         error = copyin(umsg, &sysun->nosys.usrmsg, msgsize);
1601         if (error)
1602                 goto bad1;
1603         if ((sysun->nosys.usrmsg.umsg.ms_flags & MSGF_ASYNC)) {
1604                 error = suser(td);
1605                 if (error) {
1606                         goto bad1;
1607                 }
1608                 if (max_sysmsg > 0 && lp->lwp_nsysmsg >= max_sysmsg) {
1609                         error = E2BIG;
1610                         goto bad1;
1611                 }
1612         }
1613
1614         /*
1615          * Initialize the kernel message from the copied-in data and
1616          * pull in appropriate flags from the userland message.
1617          *
1618          * ms_abort_port is usually initialized in sendmsg/domsg, but since
1619          * we are not calling those functions (yet), we have to do it manually.
1620          */
1621         lwkt_initmsg(&sysun->lmsg, &td->td_msgport, 0,
1622                         sysun->nosys.usrmsg.umsg.ms_cmd,
1623                         lwkt_cmd_op_none);
1624         sysun->lmsg.ms_abort_port = sysun->lmsg.ms_reply_port;
1625         sysun->sysmsg_copyout = NULL;
1626         sysun->lmsg.opaque.ms_umsg = umsg;
1627         sysun->lmsg.ms_flags |= sysun->nosys.usrmsg.umsg.ms_flags & MSGF_ASYNC;
1628
1629         /*
1630          * Extract the system call number, lookup the system call, and
1631          * set the default return value.
1632          */
1633         code = (u_int)sysun->lmsg.ms_cmd.cm_op;
1634         /* We don't handle the syscall() syscall yet */
1635         if (code == 0) {
1636                 error = ENOTSUP;
1637                 free_sysun(td, sysun);
1638                 goto bad2;
1639         }
1640         if (code >= p->p_sysent->sv_size) {
1641                 error = ENOSYS;
1642                 free_sysun(td, sysun);
1643                 goto bad1;
1644         }
1645
1646         callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1647
1648         narg = (msgsize - sizeof(struct lwkt_msg)) / sizeof(register_t);
1649
1650 #ifdef KTRACE
1651         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL)) {
1652                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1653                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, (void *)(&sysun->nosys.usrmsg + 1));
1654         }
1655 #endif
1656         sysun->lmsg.u.ms_fds[0] = 0;
1657         sysun->lmsg.u.ms_fds[1] = 0;
1658
1659         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1660
1661         /*
1662          * Make the system call.  An error code is always returned, results
1663          * are copied back via ms_result32 or ms_result64.  YYY temporary
1664          * stage copy p_retval[] into ms_result32/64
1665          *
1666          * NOTE!  XXX if this is a child returning from a fork curproc
1667          * might be different.  YYY huh? a child returning from a fork
1668          * should never 'return' from this call, it should go right to the
1669          * fork_trampoline function.
1670          *
1671          * Obtain the MP lock if necessary.
1672          */
1673 #ifdef SMP
1674         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0)
1675                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1676 #endif
1677         error = (*callp->sy_call)(sysun);
1678         gd = td->td_gd; /* RELOAD, might have switched cpus */
1679
1680 bad1:
1681         /*
1682          * If a synchronous return copy p_retval to ms_result64 and return
1683          * the sysmsg to the free pool.
1684          *
1685          * YYY Don't writeback message if execve() YYY
1686          */
1687         sysun->nosys.usrmsg.umsg.ms_error = error;
1688         sysun->nosys.usrmsg.umsg.u.ms_fds[0] = sysun->lmsg.u.ms_fds[0];
1689         sysun->nosys.usrmsg.umsg.u.ms_fds[1] = sysun->lmsg.u.ms_fds[1];
1690         result = sysun->nosys.usrmsg.umsg.u.ms_fds[0]; /* for ktrace */
1691         if (error != 0 || code != SYS_execve) {
1692                 int error2;
1693                 error2 = copyout(&sysun->nosys.usrmsg.umsg.ms_copyout_start,
1694                                 &umsg->ms_copyout_start,
1695                                 ms_copyout_size);
1696                 if (error2 != 0)
1697                         error = error2;
1698         }
1699         if (error == EASYNC) {
1700                 /*
1701                  * Since only the current process ever messes with msgq,
1702                  * we can safely manipulate it in parallel with the async
1703                  * operation.
1704                  */
1705                 TAILQ_INSERT_TAIL(&lp->lwp_sysmsgq, &sysun->sysmsg, msgq);
1706                 lp->lwp_nsysmsg++;
1707                 error = (int)&sysun->sysmsg;
1708         } else {
1709                 free_sysun(td, sysun);
1710         }
1711 bad2:
1712         frame.tf_eax = (register_t)error;
1713
1714         /*
1715          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1716          */
1717         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1718                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1719                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1720                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1721         }
1722
1723         /*
1724          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1725          */
1726         userret(lp, &frame, sticks);
1727
1728 #ifdef KTRACE
1729         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET)) {
1730                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1731                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, result);
1732         }
1733 #endif
1734
1735         /*
1736          * This works because errno is findable through the
1737          * register set.  If we ever support an emulation where this
1738          * is not the case, this code will need to be revisited.
1739          */
1740         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1741
1742         userexit(lp);
1743 #ifdef SMP
1744         /*
1745          * Release the MP lock if we had to get it
1746          */
1747         KASSERT(td->td_mpcount == have_mplock,
1748                 ("badmpcount sendsys2/end from %p", (void *)frame.tf_eip));
1749         if (have_mplock)
1750                 rel_mplock();
1751 #endif
1752 }
1753
1754 /*
1755  *      waitsys2 -      MP aware system message wait C handler
1756  */
1757 void
1758 waitsys2(struct trapframe frame)
1759 {
1760         struct globaldata *gd;
1761         struct thread *td = curthread;
1762         struct proc *p = td->td_proc;
1763         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1764         union sysunion *sysun = NULL;
1765         lwkt_msg_t umsg;
1766         register_t orig_tf_eflags;
1767         int error = 0, result, sticks;
1768 #ifdef SMP
1769         int have_mplock = 0;
1770 #endif
1771         u_int code = 0;
1772
1773 #ifdef DIAGNOSTIC
1774         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1775                 get_mplock();
1776                 panic("waitsys2");
1777                 /* NOT REACHED */
1778         }
1779 #endif
1780
1781 #ifdef SMP
1782         KASSERT(td->td_mpcount == 0, ("badmpcount waitsys from %p",
1783                 (void *)frame.tf_eip));
1784         if (syscall_mpsafe == 0)
1785                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1786 #endif
1787
1788         /*
1789          * access non-atomic field from critical section.  p_sticks is
1790          * updated by the clock interrupt.  Also use this opportunity
1791          * to lazy-raise our LWKT priority.
1792          */
1793         userenter(td);
1794         sticks = td->td_sticks;
1795
1796         lp->lwp_md.md_regs = &frame;
1797         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1798         result = 0;
1799
1800         if (frame.tf_ecx) {
1801                 struct sysmsg *ptr;
1802                 int found = 0;
1803                 TAILQ_FOREACH(ptr, &lp->lwp_sysmsgq, msgq) {
1804                         if ((void *)ptr == (void *)frame.tf_ecx) {
1805                                 sysun = (void *)sysmsg_wait(lp,
1806                                              (void *)frame.tf_ecx, 1);
1807                                 found = 1;
1808                                 break;
1809                         }
1810                 }
1811                 if (!found) {
1812                         error = ENOENT;
1813                         goto bad;
1814                 }
1815         }
1816         else if (frame.tf_eax) {
1817                 printf("waitport/checkport only the default port is supported at the moment\n");
1818                 error = ENOTSUP;
1819                 goto bad;
1820         }
1821         else {
1822                 switch(frame.tf_edx) {
1823                 case 0:
1824                         sysun = (void *)sysmsg_wait(lp, NULL, 0);
1825                         break;
1826                 case -1:
1827                         sysun = (void *)sysmsg_wait(lp, NULL, 1);
1828                         break;
1829                 default:
1830                         error = ENOSYS;
1831                         goto bad;
1832                 }
1833         }
1834         if (sysun) {
1835                 gd = td->td_gd;
1836                 umsg = sysun->lmsg.opaque.ms_umsg;
1837                 frame.tf_eax = (register_t)sysun;
1838                 sysun->nosys.usrmsg.umsg.u.ms_fds[0] = sysun->lmsg.u.ms_fds[0];
1839                 sysun->nosys.usrmsg.umsg.u.ms_fds[1] = sysun->lmsg.u.ms_fds[1];
1840                 sysun->nosys.usrmsg.umsg.ms_error = sysun->lmsg.ms_error;
1841                 error = sysun->lmsg.ms_error;
1842                 result = sysun->lmsg.u.ms_fds[0]; /* for ktrace */
1843                 error = copyout(&sysun->nosys.usrmsg.umsg.ms_copyout_start,
1844                                 &umsg->ms_copyout_start, ms_copyout_size);
1845                 free_sysun(td, sysun);
1846                 frame.tf_edx = 0;
1847                 code = (u_int)sysun->lmsg.ms_cmd.cm_op;
1848         }
1849 bad:
1850         if (error)
1851                 frame.tf_eax = error;
1852         /*
1853          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1854          */
1855         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1856                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1857                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1858                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1859         }
1860
1861         /*
1862          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1863          */
1864         userret(lp, &frame, sticks);
1865
1866 #ifdef KTRACE
1867         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET)) {
1868                 MAKEMPSAFE(have_mplock);
1869                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, result);
1870         }
1871 #endif
1872
1873         /*
1874          * This works because errno is findable through the
1875          * register set.  If we ever support an emulation where this
1876          * is not the case, this code will need to be revisited.
1877          */
1878         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1879
1880         userexit(lp);
1881 #ifdef SMP
1882         KASSERT(td->td_mpcount == 1, ("badmpcount waitsys/end from %p",
1883                 (void *)frame.tf_eip));
1884         if (have_mplock)
1885                 rel_mplock();
1886 #endif
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1891  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1892  * released on return.  This code will return back into the fork
1893  * trampoline code which then runs doreti.
1894  */
1895 void
1896 fork_return(p, frame)
1897         struct proc *p;
1898         struct trapframe frame;
1899 {
1900         struct lwp *lp;
1901
1902         KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
1903
1904         lp = LIST_FIRST(&p->p_lwps);
1905
1906         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1907         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1908         frame.tf_edx = 1;
1909
1910         /*
1911          * Newly forked processes are given a kernel priority.  We have to
1912          * adjust the priority to a normal user priority and fake entry
1913          * into the kernel (call userenter()) to install a passive release
1914          * function just in case userret() decides to stop the process.  This
1915          * can occur when ^Z races a fork.  If we do not install the passive
1916          * release function the current process designation will not be
1917          * released when the thread goes to sleep.
1918          */
1919         lwkt_setpri_self(TDPRI_USER_NORM);
1920         userenter(lp->lwp_thread);
1921         userret(lp, &frame, 0);
1922 #ifdef KTRACE
1923         if (KTRPOINT(lp->lwp_thread, KTR_SYSRET))
1924                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1925 #endif
1926         p->p_flag |= P_PASSIVE_ACQ;
1927         userexit(lp);
1928         p->p_flag &= ~P_PASSIVE_ACQ;
1929 #ifdef SMP
1930         KKASSERT(lp->lwp_thread->td_mpcount == 1);
1931         rel_mplock();
1932 #endif
1933 }