sys/i386/i386/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1994, David Greenman
   3  * Copyright (c) 1990, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * the University of Utah, and William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)trap.c        7.4 (Berkeley) 5/13/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/trap.c,v 1.147.2.11 2003/02/27 19:09:59 luoqi Exp $
  39  */
  40
  41 /*
  42  * 386 Trap and System call handling
  43  */
  44
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_ktrace.h"
  48 #include "opt_clock.h"
  49 #include "opt_trap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/proc.h>
  54 #include <sys/pioctl.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/resourcevar.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/syscall.h>
  59 #include <sys/sysctl.h>
  60 #include <sys/sysent.h>
  61 #include <sys/uio.h>
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #ifdef KTRACE
  64 #include <sys/ktrace.h>
  65 #endif
  66
  67 #include <vm/vm.h>
  68 #include <vm/vm_param.h>
  69 #include <sys/lock.h>
  70 #include <vm/pmap.h>
  71 #include <vm/vm_kern.h>
  72 #include <vm/vm_map.h>
  73 #include <vm/vm_page.h>
  74 #include <vm/vm_extern.h>
  75
  76 #include <machine/cpu.h>
  77 #include <machine/ipl.h>
  78 #include <machine/md_var.h>
  79 #include <machine/pcb.h>
  80 #ifdef SMP
  81 #include <machine/smp.h>
  82 #endif
  83 #include <machine/tss.h>
  84
  85 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
  86
  87 #ifdef POWERFAIL_NMI
  88 #include <sys/syslog.h>
  89 #include <machine/clock.h>
  90 #endif
  91
  92 #include <machine/vm86.h>
  93
  94 #include <ddb/ddb.h>
  95
  96 #include "isa.h"
  97 #include "npx.h"
  98
  99 int (*pmath_emulate) __P((struct trapframe *));
 100
 101 extern void trap __P((struct trapframe frame));
 102 extern int trapwrite __P((unsigned addr));
 103 extern void syscall2 __P((struct trapframe frame));
 104
 105 static int trap_pfault __P((struct trapframe *, int, vm_offset_t));
 106 static void trap_fatal __P((struct trapframe *, vm_offset_t));
 107 void dblfault_handler __P((void));
 108
 109 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 110
 111 #define MAX_TRAP_MSG            28
 112 static char *trap_msg[] = {
 113         "",                                     /*  0 unused */
 114         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 115         "",                                     /*  2 unused */
 116         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 117         "",                                     /*  4 unused */
 118         "",                                     /*  5 unused */
 119         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 120         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 121         "",                                     /*  8 unused */
 122         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 123         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 124         "",                                     /* 11 unused */
 125         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 126         "",                                     /* 13 unused */
 127         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 128         "",                                     /* 15 unused */
 129         "",                                     /* 16 unused */
 130         "",                                     /* 17 unused */
 131         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 132         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 133         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 134         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 135         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 136         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 137         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 138         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 139         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 140         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 141         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 142 };
 143
 144 static __inline int userret __P((struct proc *p, struct trapframe *frame,
 145                                   u_quad_t oticks, int have_mplock));
 146
 147 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 148 extern int has_f00f_bug;
 149 #endif
 150
 151 #ifdef DDB
 152 static int ddb_on_nmi = 1;
 153 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ddb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 154         &ddb_on_nmi, 0, "Go to DDB on NMI");
 155 #endif
 156 static int panic_on_nmi = 1;
 157 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 158         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 159
 160 static __inline int
 161 userret(p, frame, oticks, have_mplock)
 162         struct proc *p;
 163         struct trapframe *frame;
 164         u_quad_t oticks;
 165         int have_mplock;
 166 {
 167         int sig, s;
 168
 169         while ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 170                 if (have_mplock == 0) {
 171                         get_mplock();
 172                         have_mplock = 1;
 173                 }
 174                 postsig(sig);
 175         }
 176
 177         p->p_priority = p->p_usrpri;
 178         if (resched_wanted()) {
 179                 /*
 180                  * Since we are curproc, clock will normally just change
 181                  * our priority without moving us from one queue to another
 182                  * (since the running process is not on a queue.)
 183                  * If that happened after we setrunqueue ourselves but before we
 184                  * mi_switch()'ed, we might not be on the queue indicated by
 185                  * our priority.
 186                  */
 187                 if (have_mplock == 0) {
 188                         get_mplock();
 189                         have_mplock = 1;
 190                 }
 191                 s = splhigh();
 192                 setrunqueue(p);
 193                 p->p_stats->p_ru.ru_nivcsw++;
 194                 mi_switch();
 195                 splx(s);
 196                 while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 197                         postsig(sig);
 198         }
 199         /*
 200          * Charge system time if profiling.
 201          */
 202         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 203                 if (have_mplock == 0) {
 204                         get_mplock();
 205                         have_mplock = 1;
 206                 }
 207                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 208                             (u_int)(p->p_sticks - oticks) * psratio);
 209         }
 210         curpriority = p->p_priority;
 211         return(have_mplock);
 212 }
 213
 214 #ifdef DEVICE_POLLING
 215 extern u_int32_t poll_in_trap;
 216 extern int ether_poll __P((int count));
 217 #endif /* DEVICE_POLLING */
 218
 219 /*
 220  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 221  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 222  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 223  * frame after the exception has been processed.
 224  */
 225
 226 void
 227 trap(frame)
 228         struct trapframe frame;
 229 {
 230         struct proc *p = curproc;
 231         u_quad_t sticks = 0;
 232         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 233         vm_offset_t eva;
 234
 235 #ifdef DDB
 236         if (db_active) {
 237                 eva = (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT ? rcr2() : 0);
 238                 trap_fatal(&frame, eva);
 239                 return;
 240         }
 241 #endif
 242
 243         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 244                 /*
 245                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 246                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 247                  * it is better than running with interrupts disabled until
 248                  * they are accidentally enabled later.
 249                  */
 250                 type = frame.tf_trapno;
 251                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 252                         printf(
 253                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 254                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 255                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP)
 256                         /*
 257                          * XXX not quite right, since this may be for a
 258                          * multiple fault in user mode.
 259                          */
 260                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 261                             type);
 262                 enable_intr();
 263         }
 264
 265         eva = 0;
 266         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 267                 /*
 268                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 269                  * This problem is worked around by using an interrupt
 270                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 271                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 272                  *
 273                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 274                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 275                  * flow of control too much for this to be obviously
 276                  * correct.
 277                  */
 278                 eva = rcr2();
 279                 enable_intr();
 280         }
 281
 282 #ifdef DEVICE_POLLING
 283         if (poll_in_trap)
 284                 ether_poll(poll_in_trap);
 285 #endif /* DEVICE_POLLING */
 286
 287 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 288 restart:
 289 #endif
 290         type = frame.tf_trapno;
 291         code = frame.tf_err;
 292
 293         if (in_vm86call) {
 294                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 295                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 296                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 297                         if (i != 0)
 298                                 /*
 299                                  * returns to original process
 300                                  */
 301                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 302                         return;
 303                 }
 304                 switch (type) {
 305                         /*
 306                          * these traps want either a process context, or
 307                          * assume a normal userspace trap.
 308                          */
 309                 case T_PROTFLT:
 310                 case T_SEGNPFLT:
 311                         trap_fatal(&frame, eva);
 312                         return;
 313                 case T_TRCTRAP:
 314                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 315                         /* FALL THROUGH */
 316                 }
 317                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 318         }
 319
 320         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 321                 /* user trap */
 322
 323                 sticks = p->p_sticks;
 324                 p->p_md.md_regs = &frame;
 325
 326                 switch (type) {
 327                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 328                         ucode = type;
 329                         i = SIGILL;
 330                         break;
 331
 332                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 333                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 334                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 335                         i = SIGTRAP;
 336                         break;
 337
 338                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 339                         ucode = code;
 340                         i = SIGFPE;
 341                         break;
 342
 343                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 344                         astoff();
 345                         cnt.v_soft++;
 346                         if (p->p_flag & P_OWEUPC) {
 347                                 p->p_flag &= ~P_OWEUPC;
 348                                 addupc_task(p, p->p_stats->p_prof.pr_addr,
 349                                             p->p_stats->p_prof.pr_ticks);
 350                         }
 351                         goto out;
 352
 353                         /*
 354                          * The following two traps can happen in
 355                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 356                          * them specially.
 357                          */
 358                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 359                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 360                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 361                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 362                                 if (i == 0)
 363                                         goto out;
 364                                 break;
 365                         }
 366                         /* FALL THROUGH */
 367
 368                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 369                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 370                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 371                 default:
 372                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 373                         i = SIGBUS;
 374                         break;
 375
 376                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 377                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 378                         if (i == -1)
 379                                 return;
 380 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 381                         if (i == -2)
 382                                 goto restart;
 383 #endif
 384                         if (i == 0)
 385                                 goto out;
 386
 387                         ucode = T_PAGEFLT;
 388                         break;
 389
 390                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 391                         ucode = FPE_INTDIV;
 392                         i = SIGFPE;
 393                         break;
 394
 395 #if NISA > 0
 396                 case T_NMI:
 397 #ifdef POWERFAIL_NMI
 398                         goto handle_powerfail;
 399 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 400                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 401                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 402 #ifdef DDB
 403                                 /*
 404                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 405                                  * for debugging.
 406                                  */
 407                                 if (ddb_on_nmi) {
 408                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 409                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 410                                 }
 411 #endif /* DDB */
 412                                 return;
 413                         } else if (panic_on_nmi)
 414                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 415                         break;
 416 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 417 #endif /* NISA > 0 */
 418
 419                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 420                         ucode = FPE_INTOVF;
 421                         i = SIGFPE;
 422                         break;
 423
 424                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 425                         ucode = FPE_FLTSUB;
 426                         i = SIGFPE;
 427                         break;
 428
 429                 case T_DNA:
 430 #if NNPX > 0
 431                         /* if a transparent fault (due to context switch "late") */
 432                         if (npxdna())
 433                                 return;
 434 #endif
 435                         if (!pmath_emulate) {
 436                                 i = SIGFPE;
 437                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 438                                 break;
 439                         }
 440                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 441                         if (i == 0) {
 442                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 443                                         return;
 444                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 445                                 i = SIGTRAP;
 446                         }
 447                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 448                         break;
 449
 450                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 451                         ucode = T_FPOPFLT;
 452                         i = SIGILL;
 453                         break;
 454
 455                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 456                         ucode = 0; /* XXX */
 457                         i = SIGFPE;
 458                         break;
 459                 }
 460         } else {
 461 kernel_trap:
 462                 /* kernel trap */
 463
 464                 switch (type) {
 465                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 466                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 467                         return;
 468
 469                 case T_DNA:
 470 #if NNPX > 0
 471                         /*
 472                          * The kernel is apparently using npx for copying.
 473                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 474                          * registered such use.
 475                          */
 476                         if (npxdna())
 477                                 return;
 478 #endif
 479                         break;
 480
 481                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 482                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 483                         /*
 484                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 485                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 486                          * This causes a fault in kernel mode when the
 487                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 488                          * to get this fault so that we can fix the
 489                          * problem here and not have to check all the
 490                          * selectors and pointers when the user changes
 491                          * them.
 492                          */
 493 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 494         do {                                                            \
 495                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 496                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 497                         return;                                         \
 498                 }                                                       \
 499         } while (0)
 500
 501                         if (intr_nesting_level == 0) {
 502                                 /*
 503                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 504                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 505                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 506                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 507                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 508                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 509                                  * a signal.
 510                                  */
 511                                 if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 512                                         curpcb->pcb_gs = 0;
 513                                         psignal(p, SIGBUS);
 514                                         return;
 515                                 }
 516                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 517                                                    doreti_iret_fault);
 518                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 519                                                    doreti_popl_ds_fault);
 520                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 521                                                    doreti_popl_es_fault);
 522                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 523                                                    doreti_popl_fs_fault);
 524                                 if (curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 525                                         frame.tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 526                                         return;
 527                                 }
 528                         }
 529                         break;
 530
 531                 case T_TSSFLT:
 532                         /*
 533                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 534                          * automatically when the kernel is entered.  This
 535                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 536                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 537                          * want to get this fault so that we can fix the
 538                          * problem here and not every time the kernel is
 539                          * entered.
 540                          */
 541                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 542                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 543                                 return;
 544                         }
 545                         break;
 546
 547                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 548                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 549                                 /*
 550                                  * We've just entered system mode via the
 551                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 552                                  * silently until the syscall handler has
 553                                  * saved the flags.
 554                                  */
 555                                 return;
 556                         }
 557                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 558                                 /*
 559                                  * The syscall handler has now saved the
 560                                  * flags.  Stop single stepping it.
 561                                  */
 562                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 563                                 return;
 564                         }
 565                         /*
 566                          * Ignore debug register trace traps due to
 567                          * accesses in the user's address space, which
 568                          * can happen under several conditions such as
 569                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 570                          * then passes that buffer to a system call.
 571                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 572                          * in kernel space because that is useful when
 573                          * debugging the kernel.
 574                          */
 575                         if (user_dbreg_trap()) {
 576                                 /*
 577                                  * Reset breakpoint bits because the
 578                                  * processor doesn't
 579                                  */
 580                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 581                                 return;
 582                         }
 583                         /*
 584                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 585                          */
 586                 case T_BPTFLT:
 587                         /*
 588                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 589                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 590                          */
 591 #ifdef DDB
 592                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 593                                 return;
 594 #endif
 595                         break;
 596
 597 #if NISA > 0
 598                 case T_NMI:
 599 #ifdef POWERFAIL_NMI
 600 #ifndef TIMER_FREQ
 601 #  define TIMER_FREQ 1193182
 602 #endif
 603         handle_powerfail:
 604                 {
 605                   static unsigned lastalert = 0;
 606
 607                   if(time_second - lastalert > 10)
 608                     {
 609                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 610                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 611                       lastalert = time_second;
 612                     }
 613                   return;
 614                 }
 615 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 616                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 617                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 618 #ifdef DDB
 619                                 /*
 620                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 621                                  * for debugging.
 622                                  */
 623                                 if (ddb_on_nmi) {
 624                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 625                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 626                                 }
 627 #endif /* DDB */
 628                                 return;
 629                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 630                                 return;
 631                         /* FALL THROUGH */
 632 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 633 #endif /* NISA > 0 */
 634                 }
 635
 636                 trap_fatal(&frame, eva);
 637                 return;
 638         }
 639
 640         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 641         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 642                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 643
 644         trapsignal(p, i, ucode);
 645
 646 #ifdef DEBUG
 647         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 648                 uprintf("fatal process exception: %s",
 649                         trap_msg[type]);
 650                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 651                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 652                 uprintf("\n");
 653         }
 654 #endif
 655
 656 out:
 657         userret(p, &frame, sticks, 1);
 658 }
 659
 660 #ifdef notyet
 661 /*
 662  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 663  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 664  * before this can be used. I think the only things remaining
 665  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 666  * debugging code.
 667  */
 668 static int
 669 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 670         struct trapframe *frame;
 671         int usermode;
 672         vm_offset_t eva;
 673 {
 674         vm_offset_t va;
 675         struct vmspace *vm = NULL;
 676         vm_map_t map = 0;
 677         int rv = 0;
 678         vm_prot_t ftype;
 679         struct proc *p = curproc;
 680
 681         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 682                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 683         else
 684                 ftype = VM_PROT_READ;
 685
 686         va = trunc_page(eva);
 687         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 688                 vm_offset_t v;
 689                 vm_page_t mpte;
 690
 691                 if (p == NULL ||
 692                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 693                      (intr_nesting_level != 0 || curpcb == NULL ||
 694                       curpcb->pcb_onfault == NULL))) {
 695                         trap_fatal(frame, eva);
 696                         return (-1);
 697                 }
 698
 699                 /*
 700                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 701                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 702                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 703                  */
 704                 vm = p->p_vmspace;
 705                 if (vm == NULL)
 706                         goto nogo;
 707
 708                 map = &vm->vm_map;
 709
 710                 /*
 711                  * Keep swapout from messing with us during this
 712                  *      critical time.
 713                  */
 714                 ++p->p_lock;
 715
 716                 /*
 717                  * Grow the stack if necessary
 718                  */
 719                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 720                  * a growable stack region and the stack growth
 721                  * fails.  It returns true if va was not within
 722                  * a growable stack region, or if the stack
 723                  * growth succeeded.
 724                  */
 725                 if (!grow_stack (p, va)) {
 726                         rv = KERN_FAILURE;
 727                         --p->p_lock;
 728                         goto nogo;
 729                 }
 730
 731                 /* Fault in the user page: */
 732                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 733                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 734                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 735
 736                 --p->p_lock;
 737         } else {
 738                 /*
 739                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 740                  */
 741                 if (usermode)
 742                         goto nogo;
 743
 744                 /*
 745                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 746                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 747                  * the page.
 748                  */
 749                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 750         }
 751
 752         if (rv == KERN_SUCCESS)
 753                 return (0);
 754 nogo:
 755         if (!usermode) {
 756                 if (intr_nesting_level == 0 && curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 757                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 758                         return (0);
 759                 }
 760                 trap_fatal(frame, eva);
 761                 return (-1);
 762         }
 763
 764         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 765         frame->tf_err = eva;
 766
 767         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 768 }
 769 #endif
 770
 771 int
 772 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 773         struct trapframe *frame;
 774         int usermode;
 775         vm_offset_t eva;
 776 {
 777         vm_offset_t va;
 778         struct vmspace *vm = NULL;
 779         vm_map_t map = 0;
 780         int rv = 0;
 781         vm_prot_t ftype;
 782         struct proc *p = curproc;
 783
 784         va = trunc_page(eva);
 785         if (va >= KERNBASE) {
 786                 /*
 787                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 788                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 789                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 790                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 791                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 792                  * fault.
 793                  */
 794 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 795                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
 796                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 797                         return -2;
 798                 }
 799 #endif
 800                 if (usermode)
 801                         goto nogo;
 802
 803                 map = kernel_map;
 804         } else {
 805                 /*
 806                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 807                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 808                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 809                  */
 810                 if (p != NULL)
 811                         vm = p->p_vmspace;
 812
 813                 if (vm == NULL)
 814                         goto nogo;
 815
 816                 map = &vm->vm_map;
 817         }
 818
 819         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 820                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 821         else
 822                 ftype = VM_PROT_READ;
 823
 824         if (map != kernel_map) {
 825                 /*
 826                  * Keep swapout from messing with us during this
 827                  *      critical time.
 828                  */
 829                 ++p->p_lock;
 830
 831                 /*
 832                  * Grow the stack if necessary
 833                  */
 834                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 835                  * a growable stack region and the stack growth
 836                  * fails.  It returns true if va was not within
 837                  * a growable stack region, or if the stack
 838                  * growth succeeded.
 839                  */
 840                 if (!grow_stack (p, va)) {
 841                         rv = KERN_FAILURE;
 842                         --p->p_lock;
 843                         goto nogo;
 844                 }
 845
 846                 /* Fault in the user page: */
 847                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 848                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 849                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 850
 851                 --p->p_lock;
 852         } else {
 853                 /*
 854                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
 855                  */
 856                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 857         }
 858
 859         if (rv == KERN_SUCCESS)
 860                 return (0);
 861 nogo:
 862         if (!usermode) {
 863                 if (intr_nesting_level == 0 && curpcb && curpcb->pcb_onfault) {
 864                         frame->tf_eip = (int)curpcb->pcb_onfault;
 865                         return (0);
 866                 }
 867                 trap_fatal(frame, eva);
 868                 return (-1);
 869         }
 870
 871         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 872         frame->tf_err = eva;
 873
 874         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 875 }
 876
 877 static void
 878 trap_fatal(frame, eva)
 879         struct trapframe *frame;
 880         vm_offset_t eva;
 881 {
 882         int code, type, ss, esp;
 883         struct soft_segment_descriptor softseg;
 884
 885         code = frame->tf_err;
 886         type = frame->tf_trapno;
 887         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 888
 889         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 890                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 891                         type, trap_msg[type],
 892                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 893                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 894 #ifdef SMP
 895         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 896         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 897         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 898         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 899 #endif
 900         if (type == T_PAGEFLT) {
 901                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 902                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 903                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 904                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 905                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 906         }
 907         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 908                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 909         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 910                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 911                 esp = frame->tf_esp;
 912         } else {
 913                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 914                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 915         }
 916         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 917         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 918         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 919                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 920         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 921                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 922                softseg.ssd_gran);
 923         printf("processor eflags        = ");
 924         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 925                 printf("trace trap, ");
 926         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 927                 printf("interrupt enabled, ");
 928         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 929                 printf("nested task, ");
 930         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 931                 printf("resume, ");
 932         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 933                 printf("vm86, ");
 934         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 935         printf("current process         = ");
 936         if (curproc) {
 937                 printf("%lu (%s)\n",
 938                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 939                     curproc->p_comm : "");
 940         } else {
 941                 printf("Idle\n");
 942         }
 943         printf("interrupt mask          = ");
 944         if ((cpl & net_imask) == net_imask)
 945                 printf("net ");
 946         if ((cpl & tty_imask) == tty_imask)
 947                 printf("tty ");
 948         if ((cpl & bio_imask) == bio_imask)
 949                 printf("bio ");
 950         if ((cpl & cam_imask) == cam_imask)
 951                 printf("cam ");
 952         if (cpl == 0)
 953                 printf("none");
 954 #ifdef SMP
 955 /**
 956  *  XXX FIXME:
 957  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
 958  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
 959  */
 960         printf(" <- SMP: XXX");
 961 #endif
 962         printf("\n");
 963
 964 #ifdef KDB
 965         if (kdb_trap(&psl))
 966                 return;
 967 #endif
 968 #ifdef DDB
 969         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, 0, frame))
 970                 return;
 971 #endif
 972         printf("trap number             = %d\n", type);
 973         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 974                 panic("%s", trap_msg[type]);
 975         else
 976                 panic("unknown/reserved trap");
 977 }
 978
 979 /*
 980  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 981  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 982  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 983  * for example).
 984  *
 985  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 986  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 987  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 988  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 989  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 990  */
 991 void
 992 dblfault_handler()
 993 {
 994         printf("\nFatal double fault:\n");
 995         printf("eip = 0x%x\n", common_tss.tss_eip);
 996         printf("esp = 0x%x\n", common_tss.tss_esp);
 997         printf("ebp = 0x%x\n", common_tss.tss_ebp);
 998 #ifdef SMP
 999         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
1000         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1001         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
1002         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1003 #endif
1004         panic("double fault");
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
1009  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
1010  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
1011  * are thrown out early for other reasons.
1012  */
1013 int trapwrite(addr)
1014         unsigned addr;
1015 {
1016         struct proc *p;
1017         vm_offset_t va;
1018         struct vmspace *vm;
1019         int rv;
1020
1021         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
1022         /*
1023          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
1024          */
1025         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1026                 return (1);
1027
1028         p = curproc;
1029         vm = p->p_vmspace;
1030
1031         ++p->p_lock;
1032
1033         if (!grow_stack (p, va)) {
1034                 --p->p_lock;
1035                 return (1);
1036         }
1037
1038         /*
1039          * fault the data page
1040          */
1041         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
1042
1043         --p->p_lock;
1044
1045         if (rv != KERN_SUCCESS)
1046                 return 1;
1047
1048         return (0);
1049 }
1050
1051 /*
1052  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1053  *
1054  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1055  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1056  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1057  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1058  *
1059  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1060  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1061  */
1062 void
1063 syscall2(frame)
1064         struct trapframe frame;
1065 {
1066         caddr_t params;
1067         int i;
1068         struct sysent *callp;
1069         struct proc *p = curproc;
1070         register_t orig_tf_eflags;
1071         u_quad_t sticks;
1072         int error;
1073         int narg;
1074         int args[8];
1075         int have_mplock = 0;
1076         u_int code;
1077
1078 #ifdef DIAGNOSTIC
1079         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1080                 get_mplock();
1081                 panic("syscall");
1082                 /* NOT REACHED */
1083         }
1084 #endif
1085
1086         /*
1087          * handle atomicy by looping since interrupts are enabled and the
1088          * MP lock is not held.
1089          */
1090         sticks = ((volatile struct proc *)p)->p_sticks;
1091         while (sticks != ((volatile struct proc *)p)->p_sticks)
1092                 sticks = ((volatile struct proc *)p)->p_sticks;
1093
1094         p->p_md.md_regs = &frame;
1095         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1096         code = frame.tf_eax;
1097         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1098
1099         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1100                 /*
1101                  * The prep code is not MP aware.
1102                  */
1103                 get_mplock();
1104                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
1105                 rel_mplock();
1106         } else {
1107                 /*
1108                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1109                  * fuword is MP aware.
1110                  */
1111                 if (code == SYS_syscall) {
1112                         /*
1113                          * Code is first argument, followed by actual args.
1114                          */
1115                         code = fuword(params);
1116                         params += sizeof(int);
1117                 } else if (code == SYS___syscall) {
1118                         /*
1119                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1120                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1121                          */
1122                         code = fuword(params);
1123                         params += sizeof(quad_t);
1124                 }
1125         }
1126
1127         if (p->p_sysent->sv_mask)
1128                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
1129
1130         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1131                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1132         else
1133                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1134
1135         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1136
1137         /*
1138          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1139          */
1140         if (params && (i = narg * sizeof(int)) &&
1141             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
1142                 get_mplock();
1143                 have_mplock = 1;
1144 #ifdef KTRACE
1145                 if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL))
1146                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1147 #endif
1148                 goto bad;
1149         }
1150
1151         /*
1152          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1153          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1154          * we are ktracing
1155          */
1156         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1157                 get_mplock();
1158                 have_mplock = 1;
1159         }
1160
1161 #ifdef KTRACE
1162         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSCALL)) {
1163                 if (have_mplock == 0) {
1164                         get_mplock();
1165                         have_mplock = 1;
1166                 }
1167                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1168         }
1169 #endif
1170         p->p_retval[0] = 0;
1171         p->p_retval[1] = frame.tf_edx;
1172
1173         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1174
1175         error = (*callp->sy_call)(p, args);
1176
1177         /*
1178          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1179          */
1180         switch (error) {
1181         case 0:
1182                 /*
1183                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1184                  * if this is a child returning from fork syscall.
1185                  */
1186                 p = curproc;
1187                 frame.tf_eax = p->p_retval[0];
1188                 frame.tf_edx = p->p_retval[1];
1189                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1190                 break;
1191
1192         case ERESTART:
1193                 /*
1194                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1195                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1196                  */
1197                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1198                 break;
1199
1200         case EJUSTRETURN:
1201                 break;
1202
1203         default:
1204 bad:
1205                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1206                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1207                                 error = -1;     /* XXX */
1208                         else
1209                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1210                 }
1211                 frame.tf_eax = error;
1212                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1213                 break;
1214         }
1215
1216         /*
1217          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1218          */
1219         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1220                 if (have_mplock == 0) {
1221                         get_mplock();
1222                         have_mplock = 1;
1223                 }
1224                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1225                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1226         }
1227
1228         /*
1229          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1230          */
1231         have_mplock = userret(p, &frame, sticks, have_mplock);
1232
1233 #ifdef KTRACE
1234         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET)) {
1235                 if (have_mplock == 0) {
1236                         get_mplock();
1237                         have_mplock = 1;
1238                 }
1239                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, p->p_retval[0]);
1240         }
1241 #endif
1242
1243         /*
1244          * This works because errno is findable through the
1245          * register set.  If we ever support an emulation where this
1246          * is not the case, this code will need to be revisited.
1247          */
1248         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1249
1250         /*
1251          * Release the MP lock if we had to get it
1252          */
1253         if (have_mplock)
1254                 rel_mplock();
1255 }
1256
1257 /*
1258  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1259  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1260  * held on return.
1261  */
1262 void
1263 fork_return(p, frame)
1264         struct proc *p;
1265         struct trapframe frame;
1266 {
1267         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1268         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1269         frame.tf_edx = 1;
1270
1271         userret(p, &frame, 0, 1);
1272 #ifdef KTRACE
1273         if (KTRPOINT(p, KTR_SYSRET))
1274                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1275 #endif
1276 }