sys/i386/i386/trap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 1994, David Greenman
   3  * Copyright (c) 1990, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * the University of Utah, and William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)trap.c        7.4 (Berkeley) 5/13/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/trap.c,v 1.147.2.11 2003/02/27 19:09:59 luoqi Exp $
  39  * $DragonFly: src/sys/i386/i386/Attic/trap.c,v 1.11 2003/06/29 03:28:42 dillon Exp $
  40  */
  41
  42 /*
  43  * 386 Trap and System call handling
  44  */
  45
  46 #include "opt_cpu.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_ktrace.h"
  49 #include "opt_clock.h"
  50 #include "opt_trap.h"
  51
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/pioctl.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/resourcevar.h>
  58 #include <sys/signalvar.h>
  59 #include <sys/syscall.h>
  60 #include <sys/sysctl.h>
  61 #include <sys/sysent.h>
  62 #include <sys/uio.h>
  63 #include <sys/vmmeter.h>
  64 #ifdef KTRACE
  65 #include <sys/ktrace.h>
  66 #endif
  67
  68 #include <vm/vm.h>
  69 #include <vm/vm_param.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <vm/pmap.h>
  72 #include <vm/vm_kern.h>
  73 #include <vm/vm_map.h>
  74 #include <vm/vm_page.h>
  75 #include <vm/vm_extern.h>
  76
  77 #include <machine/cpu.h>
  78 #include <machine/ipl.h>
  79 #include <machine/md_var.h>
  80 #include <machine/pcb.h>
  81 #ifdef SMP
  82 #include <machine/smp.h>
  83 #endif
  84 #include <machine/tss.h>
  85 #include <machine/globaldata.h>
  86
  87 #include <i386/isa/intr_machdep.h>
  88
  89 #ifdef POWERFAIL_NMI
  90 #include <sys/syslog.h>
  91 #include <machine/clock.h>
  92 #endif
  93
  94 #include <machine/vm86.h>
  95
  96 #include <ddb/ddb.h>
  97 #include <sys/thread2.h>
  98
  99 #include "isa.h"
 100 #include "npx.h"
 101
 102 int (*pmath_emulate) __P((struct trapframe *));
 103
 104 extern void trap __P((struct trapframe frame));
 105 extern int trapwrite __P((unsigned addr));
 106 extern void syscall2 __P((struct trapframe frame));
 107
 108 static int trap_pfault __P((struct trapframe *, int, vm_offset_t));
 109 static void trap_fatal __P((struct trapframe *, vm_offset_t));
 110 void dblfault_handler __P((void));
 111
 112 extern inthand_t IDTVEC(syscall);
 113
 114 #define MAX_TRAP_MSG            28
 115 static char *trap_msg[] = {
 116         "",                                     /*  0 unused */
 117         "privileged instruction fault",         /*  1 T_PRIVINFLT */
 118         "",                                     /*  2 unused */
 119         "breakpoint instruction fault",         /*  3 T_BPTFLT */
 120         "",                                     /*  4 unused */
 121         "",                                     /*  5 unused */
 122         "arithmetic trap",                      /*  6 T_ARITHTRAP */
 123         "system forced exception",              /*  7 T_ASTFLT */
 124         "",                                     /*  8 unused */
 125         "general protection fault",             /*  9 T_PROTFLT */
 126         "trace trap",                           /* 10 T_TRCTRAP */
 127         "",                                     /* 11 unused */
 128         "page fault",                           /* 12 T_PAGEFLT */
 129         "",                                     /* 13 unused */
 130         "alignment fault",                      /* 14 T_ALIGNFLT */
 131         "",                                     /* 15 unused */
 132         "",                                     /* 16 unused */
 133         "",                                     /* 17 unused */
 134         "integer divide fault",                 /* 18 T_DIVIDE */
 135         "non-maskable interrupt trap",          /* 19 T_NMI */
 136         "overflow trap",                        /* 20 T_OFLOW */
 137         "FPU bounds check fault",               /* 21 T_BOUND */
 138         "FPU device not available",             /* 22 T_DNA */
 139         "double fault",                         /* 23 T_DOUBLEFLT */
 140         "FPU operand fetch fault",              /* 24 T_FPOPFLT */
 141         "invalid TSS fault",                    /* 25 T_TSSFLT */
 142         "segment not present fault",            /* 26 T_SEGNPFLT */
 143         "stack fault",                          /* 27 T_STKFLT */
 144         "machine check trap",                   /* 28 T_MCHK */
 145 };
 146
 147 static __inline int userret __P((struct proc *p, struct trapframe *frame,
 148                                   u_quad_t oticks, int have_mplock));
 149
 150 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 151 extern int has_f00f_bug;
 152 #endif
 153
 154 #ifdef DDB
 155 static int ddb_on_nmi = 1;
 156 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, ddb_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 157         &ddb_on_nmi, 0, "Go to DDB on NMI");
 158 #endif
 159 static int panic_on_nmi = 1;
 160 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, panic_on_nmi, CTLFLAG_RW,
 161         &panic_on_nmi, 0, "Panic on NMI");
 162
 163 static __inline int
 164 userret(p, frame, oticks, have_mplock)
 165         struct proc *p;
 166         struct trapframe *frame;
 167         u_quad_t oticks;
 168         int have_mplock;
 169 {
 170         int sig, s;
 171         struct thread *td;
 172
 173         while ((sig = CURSIG(p)) != 0) {
 174                 if (have_mplock == 0) {
 175                         get_mplock();
 176                         have_mplock = 1;
 177                 }
 178                 postsig(sig);
 179         }
 180
 181         p->p_priority = p->p_usrpri;
 182         if (resched_wanted()) {
 183                 /*
 184                  * Since we are curproc, clock will normally just change
 185                  * our priority without moving us from one queue to another
 186                  * (since the running process is not on a queue.)
 187                  * If that happened after we setrunqueue ourselves but before we
 188                  * mi_switch()'ed, we might not be on the queue indicated by
 189                  * our priority.
 190                  */
 191                 if (have_mplock == 0) {
 192                         get_mplock();
 193                         have_mplock = 1;
 194                 }
 195                 s = splhigh();
 196                 setrunqueue(p);
 197                 p->p_stats->p_ru.ru_nivcsw++;
 198                 mi_switch();
 199                 splx(s);
 200                 while ((sig = CURSIG(p)) != 0)
 201                         postsig(sig);
 202         }
 203         /*
 204          * Charge system time if profiling.
 205          */
 206         if (p->p_flag & P_PROFIL) {
 207                 if (have_mplock == 0) {
 208                         get_mplock();
 209                         have_mplock = 1;
 210                 }
 211                 td = curthread;
 212                 addupc_task(p, frame->tf_eip,
 213                     (u_int)(td->td_sticks - oticks) * psratio);
 214         }
 215         curpriority = p->p_priority;
 216         return(have_mplock);
 217 }
 218
 219 #ifdef DEVICE_POLLING
 220 extern u_int32_t poll_in_trap;
 221 extern int ether_poll __P((int count));
 222 #endif /* DEVICE_POLLING */
 223
 224 /*
 225  * Exception, fault, and trap interface to the FreeBSD kernel.
 226  * This common code is called from assembly language IDT gate entry
 227  * routines that prepare a suitable stack frame, and restore this
 228  * frame after the exception has been processed.
 229  */
 230
 231 void
 232 trap(frame)
 233         struct trapframe frame;
 234 {
 235         struct proc *p = curproc;
 236         u_quad_t sticks = 0;
 237         int i = 0, ucode = 0, type, code;
 238         vm_offset_t eva;
 239
 240 #ifdef DDB
 241         if (db_active) {
 242                 eva = (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT ? rcr2() : 0);
 243                 trap_fatal(&frame, eva);
 244                 return;
 245         }
 246 #endif
 247
 248         if (!(frame.tf_eflags & PSL_I)) {
 249                 /*
 250                  * Buggy application or kernel code has disabled interrupts
 251                  * and then trapped.  Enabling interrupts now is wrong, but
 252                  * it is better than running with interrupts disabled until
 253                  * they are accidentally enabled later.
 254                  */
 255                 type = frame.tf_trapno;
 256                 if (ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL || (frame.tf_eflags & PSL_VM))
 257                         printf(
 258                             "pid %ld (%s): trap %d with interrupts disabled\n",
 259                             (long)curproc->p_pid, curproc->p_comm, type);
 260                 else if (type != T_BPTFLT && type != T_TRCTRAP)
 261                         /*
 262                          * XXX not quite right, since this may be for a
 263                          * multiple fault in user mode.
 264                          */
 265                         printf("kernel trap %d with interrupts disabled\n",
 266                             type);
 267                 enable_intr();
 268         }
 269
 270         eva = 0;
 271         if (frame.tf_trapno == T_PAGEFLT) {
 272                 /*
 273                  * For some Cyrix CPUs, %cr2 is clobbered by interrupts.
 274                  * This problem is worked around by using an interrupt
 275                  * gate for the pagefault handler.  We are finally ready
 276                  * to read %cr2 and then must reenable interrupts.
 277                  *
 278                  * XXX this should be in the switch statement, but the
 279                  * NO_FOOF_HACK and VM86 goto and ifdefs obfuscate the
 280                  * flow of control too much for this to be obviously
 281                  * correct.
 282                  */
 283                 eva = rcr2();
 284                 enable_intr();
 285         }
 286
 287 #ifdef DEVICE_POLLING
 288         if (poll_in_trap)
 289                 ether_poll(poll_in_trap);
 290 #endif /* DEVICE_POLLING */
 291
 292 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 293 restart:
 294 #endif
 295         type = frame.tf_trapno;
 296         code = frame.tf_err;
 297
 298         if (in_vm86call) {
 299                 if (frame.tf_eflags & PSL_VM &&
 300                     (type == T_PROTFLT || type == T_STKFLT)) {
 301                         i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 302                         if (i != 0)
 303                                 /*
 304                                  * returns to original process
 305                                  */
 306                                 vm86_trap((struct vm86frame *)&frame);
 307                         return;
 308                 }
 309                 switch (type) {
 310                         /*
 311                          * these traps want either a process context, or
 312                          * assume a normal userspace trap.
 313                          */
 314                 case T_PROTFLT:
 315                 case T_SEGNPFLT:
 316                         trap_fatal(&frame, eva);
 317                         return;
 318                 case T_TRCTRAP:
 319                         type = T_BPTFLT;        /* kernel breakpoint */
 320                         /* FALL THROUGH */
 321                 }
 322                 goto kernel_trap;       /* normal kernel trap handling */
 323         }
 324
 325         if ((ISPL(frame.tf_cs) == SEL_UPL) || (frame.tf_eflags & PSL_VM)) {
 326                 /* user trap */
 327
 328                 sticks = curthread->td_sticks;
 329                 p->p_md.md_regs = &frame;
 330
 331                 switch (type) {
 332                 case T_PRIVINFLT:       /* privileged instruction fault */
 333                         ucode = type;
 334                         i = SIGILL;
 335                         break;
 336
 337                 case T_BPTFLT:          /* bpt instruction fault */
 338                 case T_TRCTRAP:         /* trace trap */
 339                         frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 340                         i = SIGTRAP;
 341                         break;
 342
 343                 case T_ARITHTRAP:       /* arithmetic trap */
 344                         ucode = code;
 345                         i = SIGFPE;
 346                         break;
 347
 348                 case T_ASTFLT:          /* Allow process switch */
 349                         astoff();
 350                         cnt.v_soft++;
 351                         if (p->p_flag & P_OWEUPC) {
 352                                 p->p_flag &= ~P_OWEUPC;
 353                                 addupc_task(p, p->p_stats->p_prof.pr_addr,
 354                                             p->p_stats->p_prof.pr_ticks);
 355                         }
 356                         goto out;
 357
 358                         /*
 359                          * The following two traps can happen in
 360                          * vm86 mode, and, if so, we want to handle
 361                          * them specially.
 362                          */
 363                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 364                 case T_STKFLT:          /* stack fault */
 365                         if (frame.tf_eflags & PSL_VM) {
 366                                 i = vm86_emulate((struct vm86frame *)&frame);
 367                                 if (i == 0)
 368                                         goto out;
 369                                 break;
 370                         }
 371                         /* FALL THROUGH */
 372
 373                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 374                 case T_TSSFLT:          /* invalid TSS fault */
 375                 case T_DOUBLEFLT:       /* double fault */
 376                 default:
 377                         ucode = code + BUS_SEGM_FAULT ;
 378                         i = SIGBUS;
 379                         break;
 380
 381                 case T_PAGEFLT:         /* page fault */
 382                         i = trap_pfault(&frame, TRUE, eva);
 383                         if (i == -1)
 384                                 return;
 385 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 386                         if (i == -2)
 387                                 goto restart;
 388 #endif
 389                         if (i == 0)
 390                                 goto out;
 391
 392                         ucode = T_PAGEFLT;
 393                         break;
 394
 395                 case T_DIVIDE:          /* integer divide fault */
 396                         ucode = FPE_INTDIV;
 397                         i = SIGFPE;
 398                         break;
 399
 400 #if NISA > 0
 401                 case T_NMI:
 402 #ifdef POWERFAIL_NMI
 403                         goto handle_powerfail;
 404 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 405                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 406                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 407 #ifdef DDB
 408                                 /*
 409                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 410                                  * for debugging.
 411                                  */
 412                                 if (ddb_on_nmi) {
 413                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 414                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 415                                 }
 416 #endif /* DDB */
 417                                 return;
 418                         } else if (panic_on_nmi)
 419                                 panic("NMI indicates hardware failure");
 420                         break;
 421 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 422 #endif /* NISA > 0 */
 423
 424                 case T_OFLOW:           /* integer overflow fault */
 425                         ucode = FPE_INTOVF;
 426                         i = SIGFPE;
 427                         break;
 428
 429                 case T_BOUND:           /* bounds check fault */
 430                         ucode = FPE_FLTSUB;
 431                         i = SIGFPE;
 432                         break;
 433
 434                 case T_DNA:
 435 #if NNPX > 0
 436                         /* if a transparent fault (due to context switch "late") */
 437                         if (npxdna())
 438                                 return;
 439 #endif
 440                         if (!pmath_emulate) {
 441                                 i = SIGFPE;
 442                                 ucode = FPE_FPU_NP_TRAP;
 443                                 break;
 444                         }
 445                         i = (*pmath_emulate)(&frame);
 446                         if (i == 0) {
 447                                 if (!(frame.tf_eflags & PSL_T))
 448                                         return;
 449                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 450                                 i = SIGTRAP;
 451                         }
 452                         /* else ucode = emulator_only_knows() XXX */
 453                         break;
 454
 455                 case T_FPOPFLT:         /* FPU operand fetch fault */
 456                         ucode = T_FPOPFLT;
 457                         i = SIGILL;
 458                         break;
 459
 460                 case T_XMMFLT:          /* SIMD floating-point exception */
 461                         ucode = 0; /* XXX */
 462                         i = SIGFPE;
 463                         break;
 464                 }
 465         } else {
 466 kernel_trap:
 467                 /* kernel trap */
 468
 469                 switch (type) {
 470                 case T_PAGEFLT:                 /* page fault */
 471                         (void) trap_pfault(&frame, FALSE, eva);
 472                         return;
 473
 474                 case T_DNA:
 475 #if NNPX > 0
 476                         /*
 477                          * The kernel is apparently using npx for copying.
 478                          * XXX this should be fatal unless the kernel has
 479                          * registered such use.
 480                          */
 481                         if (npxdna())
 482                                 return;
 483 #endif
 484                         break;
 485
 486                 case T_PROTFLT:         /* general protection fault */
 487                 case T_SEGNPFLT:        /* segment not present fault */
 488                         /*
 489                          * Invalid segment selectors and out of bounds
 490                          * %eip's and %esp's can be set up in user mode.
 491                          * This causes a fault in kernel mode when the
 492                          * kernel tries to return to user mode.  We want
 493                          * to get this fault so that we can fix the
 494                          * problem here and not have to check all the
 495                          * selectors and pointers when the user changes
 496                          * them.
 497                          */
 498 #define MAYBE_DORETI_FAULT(where, whereto)                              \
 499         do {                                                            \
 500                 if (frame.tf_eip == (int)where) {                       \
 501                         frame.tf_eip = (int)whereto;                    \
 502                         return;                                         \
 503                 }                                                       \
 504         } while (0)
 505
 506                         if (mycpu->gd_intr_nesting_level == 0) {
 507                                 /*
 508                                  * Invalid %fs's and %gs's can be created using
 509                                  * procfs or PT_SETREGS or by invalidating the
 510                                  * underlying LDT entry.  This causes a fault
 511                                  * in kernel mode when the kernel attempts to
 512                                  * switch contexts.  Lose the bad context
 513                                  * (XXX) so that we can continue, and generate
 514                                  * a signal.
 515                                  */
 516                                 if (frame.tf_eip == (int)cpu_switch_load_gs) {
 517                                         curthread->td_pcb->pcb_gs = 0;
 518                                         psignal(p, SIGBUS);
 519                                         return;
 520                                 }
 521                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_iret,
 522                                                    doreti_iret_fault);
 523                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_ds,
 524                                                    doreti_popl_ds_fault);
 525                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_es,
 526                                                    doreti_popl_es_fault);
 527                                 MAYBE_DORETI_FAULT(doreti_popl_fs,
 528                                                    doreti_popl_fs_fault);
 529                                 if (curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 530                                         frame.tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 531                                         return;
 532                                 }
 533                         }
 534                         break;
 535
 536                 case T_TSSFLT:
 537                         /*
 538                          * PSL_NT can be set in user mode and isn't cleared
 539                          * automatically when the kernel is entered.  This
 540                          * causes a TSS fault when the kernel attempts to
 541                          * `iret' because the TSS link is uninitialized.  We
 542                          * want to get this fault so that we can fix the
 543                          * problem here and not every time the kernel is
 544                          * entered.
 545                          */
 546                         if (frame.tf_eflags & PSL_NT) {
 547                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_NT;
 548                                 return;
 549                         }
 550                         break;
 551
 552                 case T_TRCTRAP:  /* trace trap */
 553                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall)) {
 554                                 /*
 555                                  * We've just entered system mode via the
 556                                  * syscall lcall.  Continue single stepping
 557                                  * silently until the syscall handler has
 558                                  * saved the flags.
 559                                  */
 560                                 return;
 561                         }
 562                         if (frame.tf_eip == (int)IDTVEC(syscall) + 1) {
 563                                 /*
 564                                  * The syscall handler has now saved the
 565                                  * flags.  Stop single stepping it.
 566                                  */
 567                                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
 568                                 return;
 569                         }
 570                         /*
 571                          * Ignore debug register trace traps due to
 572                          * accesses in the user's address space, which
 573                          * can happen under several conditions such as
 574                          * if a user sets a watchpoint on a buffer and
 575                          * then passes that buffer to a system call.
 576                          * We still want to get TRCTRAPS for addresses
 577                          * in kernel space because that is useful when
 578                          * debugging the kernel.
 579                          */
 580                         if (user_dbreg_trap()) {
 581                                 /*
 582                                  * Reset breakpoint bits because the
 583                                  * processor doesn't
 584                                  */
 585                                 load_dr6(rdr6() & 0xfffffff0);
 586                                 return;
 587                         }
 588                         /*
 589                          * Fall through (TRCTRAP kernel mode, kernel address)
 590                          */
 591                 case T_BPTFLT:
 592                         /*
 593                          * If DDB is enabled, let it handle the debugger trap.
 594                          * Otherwise, debugger traps "can't happen".
 595                          */
 596 #ifdef DDB
 597                         if (kdb_trap (type, 0, &frame))
 598                                 return;
 599 #endif
 600                         break;
 601
 602 #if NISA > 0
 603                 case T_NMI:
 604 #ifdef POWERFAIL_NMI
 605 #ifndef TIMER_FREQ
 606 #  define TIMER_FREQ 1193182
 607 #endif
 608         handle_powerfail:
 609                 {
 610                   static unsigned lastalert = 0;
 611
 612                   if(time_second - lastalert > 10)
 613                     {
 614                       log(LOG_WARNING, "NMI: power fail\n");
 615                       sysbeep(TIMER_FREQ/880, hz);
 616                       lastalert = time_second;
 617                     }
 618                   return;
 619                 }
 620 #else /* !POWERFAIL_NMI */
 621                         /* machine/parity/power fail/"kitchen sink" faults */
 622                         if (isa_nmi(code) == 0) {
 623 #ifdef DDB
 624                                 /*
 625                                  * NMI can be hooked up to a pushbutton
 626                                  * for debugging.
 627                                  */
 628                                 if (ddb_on_nmi) {
 629                                         printf ("NMI ... going to debugger\n");
 630                                         kdb_trap (type, 0, &frame);
 631                                 }
 632 #endif /* DDB */
 633                                 return;
 634                         } else if (panic_on_nmi == 0)
 635                                 return;
 636                         /* FALL THROUGH */
 637 #endif /* POWERFAIL_NMI */
 638 #endif /* NISA > 0 */
 639                 }
 640
 641                 trap_fatal(&frame, eva);
 642                 return;
 643         }
 644
 645         /* Translate fault for emulators (e.g. Linux) */
 646         if (*p->p_sysent->sv_transtrap)
 647                 i = (*p->p_sysent->sv_transtrap)(i, type);
 648
 649         trapsignal(p, i, ucode);
 650
 651 #ifdef DEBUG
 652         if (type <= MAX_TRAP_MSG) {
 653                 uprintf("fatal process exception: %s",
 654                         trap_msg[type]);
 655                 if ((type == T_PAGEFLT) || (type == T_PROTFLT))
 656                         uprintf(", fault VA = 0x%lx", (u_long)eva);
 657                 uprintf("\n");
 658         }
 659 #endif
 660
 661 out:
 662         userret(p, &frame, sticks, 1);
 663 }
 664
 665 #ifdef notyet
 666 /*
 667  * This version doesn't allow a page fault to user space while
 668  * in the kernel. The rest of the kernel needs to be made "safe"
 669  * before this can be used. I think the only things remaining
 670  * to be made safe are the iBCS2 code and the process tracing/
 671  * debugging code.
 672  */
 673 static int
 674 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 675         struct trapframe *frame;
 676         int usermode;
 677         vm_offset_t eva;
 678 {
 679         vm_offset_t va;
 680         struct vmspace *vm = NULL;
 681         vm_map_t map = 0;
 682         int rv = 0;
 683         vm_prot_t ftype;
 684         struct proc *p = curproc;
 685
 686         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 687                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 688         else
 689                 ftype = VM_PROT_READ;
 690
 691         va = trunc_page(eva);
 692         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
 693                 vm_offset_t v;
 694                 vm_page_t mpte;
 695
 696                 if (p == NULL ||
 697                     (!usermode && va < VM_MAXUSER_ADDRESS &&
 698                      (mycpu->gd_intr_nesting_level != 0 ||
 699                       curthread->td_pcb->pcb_onfault == NULL))) {
 700                         trap_fatal(frame, eva);
 701                         return (-1);
 702                 }
 703
 704                 /*
 705                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 706                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 707                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 708                  */
 709                 vm = p->p_vmspace;
 710                 if (vm == NULL)
 711                         goto nogo;
 712
 713                 map = &vm->vm_map;
 714
 715                 /*
 716                  * Keep swapout from messing with us during this
 717                  *      critical time.
 718                  */
 719                 ++p->p_lock;
 720
 721                 /*
 722                  * Grow the stack if necessary
 723                  */
 724                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 725                  * a growable stack region and the stack growth
 726                  * fails.  It returns true if va was not within
 727                  * a growable stack region, or if the stack
 728                  * growth succeeded.
 729                  */
 730                 if (!grow_stack (p, va)) {
 731                         rv = KERN_FAILURE;
 732                         --p->p_lock;
 733                         goto nogo;
 734                 }
 735
 736                 /* Fault in the user page: */
 737                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 738                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 739                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 740
 741                 --p->p_lock;
 742         } else {
 743                 /*
 744                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 745                  */
 746                 if (usermode)
 747                         goto nogo;
 748
 749                 /*
 750                  * Since we know that kernel virtual address addresses
 751                  * always have pte pages mapped, we just have to fault
 752                  * the page.
 753                  */
 754                 rv = vm_fault(kernel_map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 755         }
 756
 757         if (rv == KERN_SUCCESS)
 758                 return (0);
 759 nogo:
 760         if (!usermode) {
 761                 if (mycpu->gd_intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 762                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 763                         return (0);
 764                 }
 765                 trap_fatal(frame, eva);
 766                 return (-1);
 767         }
 768
 769         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 770         frame->tf_err = eva;
 771
 772         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 773 }
 774 #endif
 775
 776 int
 777 trap_pfault(frame, usermode, eva)
 778         struct trapframe *frame;
 779         int usermode;
 780         vm_offset_t eva;
 781 {
 782         vm_offset_t va;
 783         struct vmspace *vm = NULL;
 784         vm_map_t map = 0;
 785         int rv = 0;
 786         vm_prot_t ftype;
 787         struct proc *p = curproc;
 788
 789         va = trunc_page(eva);
 790         if (va >= KERNBASE) {
 791                 /*
 792                  * Don't allow user-mode faults in kernel address space.
 793                  * An exception:  if the faulting address is the invalid
 794                  * instruction entry in the IDT, then the Intel Pentium
 795                  * F00F bug workaround was triggered, and we need to
 796                  * treat it is as an illegal instruction, and not a page
 797                  * fault.
 798                  */
 799 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
 800                 if ((eva == (unsigned int)&idt[6]) && has_f00f_bug) {
 801                         frame->tf_trapno = T_PRIVINFLT;
 802                         return -2;
 803                 }
 804 #endif
 805                 if (usermode)
 806                         goto nogo;
 807
 808                 map = kernel_map;
 809         } else {
 810                 /*
 811                  * This is a fault on non-kernel virtual memory.
 812                  * vm is initialized above to NULL. If curproc is NULL
 813                  * or curproc->p_vmspace is NULL the fault is fatal.
 814                  */
 815                 if (p != NULL)
 816                         vm = p->p_vmspace;
 817
 818                 if (vm == NULL)
 819                         goto nogo;
 820
 821                 map = &vm->vm_map;
 822         }
 823
 824         if (frame->tf_err & PGEX_W)
 825                 ftype = VM_PROT_WRITE;
 826         else
 827                 ftype = VM_PROT_READ;
 828
 829         if (map != kernel_map) {
 830                 /*
 831                  * Keep swapout from messing with us during this
 832                  *      critical time.
 833                  */
 834                 ++p->p_lock;
 835
 836                 /*
 837                  * Grow the stack if necessary
 838                  */
 839                 /* grow_stack returns false only if va falls into
 840                  * a growable stack region and the stack growth
 841                  * fails.  It returns true if va was not within
 842                  * a growable stack region, or if the stack
 843                  * growth succeeded.
 844                  */
 845                 if (!grow_stack (p, va)) {
 846                         rv = KERN_FAILURE;
 847                         --p->p_lock;
 848                         goto nogo;
 849                 }
 850
 851                 /* Fault in the user page: */
 852                 rv = vm_fault(map, va, ftype,
 853                               (ftype & VM_PROT_WRITE) ? VM_FAULT_DIRTY
 854                                                       : VM_FAULT_NORMAL);
 855
 856                 --p->p_lock;
 857         } else {
 858                 /*
 859                  * Don't have to worry about process locking or stacks in the kernel.
 860                  */
 861                 rv = vm_fault(map, va, ftype, VM_FAULT_NORMAL);
 862         }
 863
 864         if (rv == KERN_SUCCESS)
 865                 return (0);
 866 nogo:
 867         if (!usermode) {
 868                 if (mycpu->gd_intr_nesting_level == 0 && curthread->td_pcb->pcb_onfault) {
 869                         frame->tf_eip = (int)curthread->td_pcb->pcb_onfault;
 870                         return (0);
 871                 }
 872                 trap_fatal(frame, eva);
 873                 return (-1);
 874         }
 875
 876         /* kludge to pass faulting virtual address to sendsig */
 877         frame->tf_err = eva;
 878
 879         return((rv == KERN_PROTECTION_FAILURE) ? SIGBUS : SIGSEGV);
 880 }
 881
 882 static void
 883 trap_fatal(frame, eva)
 884         struct trapframe *frame;
 885         vm_offset_t eva;
 886 {
 887         int code, type, ss, esp;
 888         struct soft_segment_descriptor softseg;
 889
 890         code = frame->tf_err;
 891         type = frame->tf_trapno;
 892         sdtossd(&gdt[IDXSEL(frame->tf_cs & 0xffff)].sd, &softseg);
 893
 894         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 895                 printf("\n\nFatal trap %d: %s while in %s mode\n",
 896                         type, trap_msg[type],
 897                         frame->tf_eflags & PSL_VM ? "vm86" :
 898                         ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL ? "user" : "kernel");
 899 #ifdef SMP
 900         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
 901         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
 902         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
 903         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
 904 #endif
 905         if (type == T_PAGEFLT) {
 906                 printf("fault virtual address   = 0x%x\n", eva);
 907                 printf("fault code              = %s %s, %s\n",
 908                         code & PGEX_U ? "user" : "supervisor",
 909                         code & PGEX_W ? "write" : "read",
 910                         code & PGEX_P ? "protection violation" : "page not present");
 911         }
 912         printf("instruction pointer     = 0x%x:0x%x\n",
 913                frame->tf_cs & 0xffff, frame->tf_eip);
 914         if ((ISPL(frame->tf_cs) == SEL_UPL) || (frame->tf_eflags & PSL_VM)) {
 915                 ss = frame->tf_ss & 0xffff;
 916                 esp = frame->tf_esp;
 917         } else {
 918                 ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
 919                 esp = (int)&frame->tf_esp;
 920         }
 921         printf("stack pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, esp);
 922         printf("frame pointer           = 0x%x:0x%x\n", ss, frame->tf_ebp);
 923         printf("code segment            = base 0x%x, limit 0x%x, type 0x%x\n",
 924                softseg.ssd_base, softseg.ssd_limit, softseg.ssd_type);
 925         printf("                        = DPL %d, pres %d, def32 %d, gran %d\n",
 926                softseg.ssd_dpl, softseg.ssd_p, softseg.ssd_def32,
 927                softseg.ssd_gran);
 928         printf("processor eflags        = ");
 929         if (frame->tf_eflags & PSL_T)
 930                 printf("trace trap, ");
 931         if (frame->tf_eflags & PSL_I)
 932                 printf("interrupt enabled, ");
 933         if (frame->tf_eflags & PSL_NT)
 934                 printf("nested task, ");
 935         if (frame->tf_eflags & PSL_RF)
 936                 printf("resume, ");
 937         if (frame->tf_eflags & PSL_VM)
 938                 printf("vm86, ");
 939         printf("IOPL = %d\n", (frame->tf_eflags & PSL_IOPL) >> 12);
 940         printf("current process         = ");
 941         if (curproc) {
 942                 printf("%lu (%s)\n",
 943                     (u_long)curproc->p_pid, curproc->p_comm ?
 944                     curproc->p_comm : "");
 945         } else {
 946                 printf("Idle\n");
 947         }
 948         printf("current thread          = pri %d ", curthread->td_pri);
 949         if (curthread->td_pri >= TDPRI_CRIT)
 950                 printf("(CRIT)");
 951         printf("\n");
 952         printf("interrupt mask          = ");
 953         if ((curthread->td_cpl & net_imask) == net_imask)
 954                 printf("net ");
 955         if ((curthread->td_cpl & tty_imask) == tty_imask)
 956                 printf("tty ");
 957         if ((curthread->td_cpl & bio_imask) == bio_imask)
 958                 printf("bio ");
 959         if ((curthread->td_cpl & cam_imask) == cam_imask)
 960                 printf("cam ");
 961         if (curthread->td_cpl == 0)
 962                 printf("none");
 963 #ifdef SMP
 964 /**
 965  *  XXX FIXME:
 966  *      we probably SHOULD have stopped the other CPUs before now!
 967  *      another CPU COULD have been touching cpl at this moment...
 968  */
 969         printf(" <- SMP: XXX");
 970 #endif
 971         printf("\n");
 972
 973 #ifdef KDB
 974         if (kdb_trap(&psl))
 975                 return;
 976 #endif
 977 #ifdef DDB
 978         if ((debugger_on_panic || db_active) && kdb_trap(type, 0, frame))
 979                 return;
 980 #endif
 981         printf("trap number             = %d\n", type);
 982         if (type <= MAX_TRAP_MSG)
 983                 panic("%s", trap_msg[type]);
 984         else
 985                 panic("unknown/reserved trap");
 986 }
 987
 988 /*
 989  * Double fault handler. Called when a fault occurs while writing
 990  * a frame for a trap/exception onto the stack. This usually occurs
 991  * when the stack overflows (such is the case with infinite recursion,
 992  * for example).
 993  *
 994  * XXX Note that the current PTD gets replaced by IdlePTD when the
 995  * task switch occurs. This means that the stack that was active at
 996  * the time of the double fault is not available at <kstack> unless
 997  * the machine was idle when the double fault occurred. The downside
 998  * of this is that "trace <ebp>" in ddb won't work.
 999  */
1000 void
1001 dblfault_handler()
1002 {
1003         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
1004
1005         printf("\nFatal double fault:\n");
1006         printf("eip = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_eip);
1007         printf("esp = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_esp);
1008         printf("ebp = 0x%x\n", gd->gd_common_tss.tss_ebp);
1009 #ifdef SMP
1010         /* three seperate prints in case of a trap on an unmapped page */
1011         printf("mp_lock = %08x; ", mp_lock);
1012         printf("cpuid = %d; ", cpuid);
1013         printf("lapic.id = %08x\n", lapic.id);
1014 #endif
1015         panic("double fault");
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Compensate for 386 brain damage (missing URKR).
1020  * This is a little simpler than the pagefault handler in trap() because
1021  * it the page tables have already been faulted in and high addresses
1022  * are thrown out early for other reasons.
1023  */
1024 int trapwrite(addr)
1025         unsigned addr;
1026 {
1027         struct proc *p;
1028         vm_offset_t va;
1029         struct vmspace *vm;
1030         int rv;
1031
1032         va = trunc_page((vm_offset_t)addr);
1033         /*
1034          * XXX - MAX is END.  Changed > to >= for temp. fix.
1035          */
1036         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1037                 return (1);
1038
1039         p = curproc;
1040         vm = p->p_vmspace;
1041
1042         ++p->p_lock;
1043
1044         if (!grow_stack (p, va)) {
1045                 --p->p_lock;
1046                 return (1);
1047         }
1048
1049         /*
1050          * fault the data page
1051          */
1052         rv = vm_fault(&vm->vm_map, va, VM_PROT_WRITE, VM_FAULT_DIRTY);
1053
1054         --p->p_lock;
1055
1056         if (rv != KERN_SUCCESS)
1057                 return 1;
1058
1059         return (0);
1060 }
1061
1062 /*
1063  *      syscall2 -      MP aware system call request C handler
1064  *
1065  *      A system call is essentially treated as a trap except that the
1066  *      MP lock is not held on entry or return.  We are responsible for
1067  *      obtaining the MP lock if necessary and for handling ASTs
1068  *      (e.g. a task switch) prior to return.
1069  *
1070  *      In general, only simple access and manipulation of curproc and
1071  *      the current stack is allowed without having to hold MP lock.
1072  */
1073 void
1074 syscall2(frame)
1075         struct trapframe frame;
1076 {
1077         struct thread *td = curthread;
1078         struct proc *p = td->td_proc;
1079         caddr_t params;
1080         int i;
1081         struct sysent *callp;
1082         register_t orig_tf_eflags;
1083         u_quad_t sticks;
1084         int error;
1085         int narg;
1086         int args[8];
1087         int have_mplock = 0;
1088         u_int code;
1089
1090 #ifdef DIAGNOSTIC
1091         if (ISPL(frame.tf_cs) != SEL_UPL) {
1092                 get_mplock();
1093                 panic("syscall");
1094                 /* NOT REACHED */
1095         }
1096 #endif
1097
1098         /*
1099          * access non-atomic field from critical section.  p_sticks is
1100          * updated by the clock interrupt.
1101          */
1102         crit_enter();
1103         sticks = curthread->td_sticks;
1104         crit_exit();
1105
1106         p->p_md.md_regs = &frame;
1107         params = (caddr_t)frame.tf_esp + sizeof(int);
1108         code = frame.tf_eax;
1109         orig_tf_eflags = frame.tf_eflags;
1110
1111         if (p->p_sysent->sv_prepsyscall) {
1112                 /*
1113                  * The prep code is not MP aware.
1114                  */
1115                 get_mplock();
1116                 (*p->p_sysent->sv_prepsyscall)(&frame, args, &code, &params);
1117                 rel_mplock();
1118         } else {
1119                 /*
1120                  * Need to check if this is a 32 bit or 64 bit syscall.
1121                  * fuword is MP aware.
1122                  */
1123                 if (code == SYS_syscall) {
1124                         /*
1125                          * Code is first argument, followed by actual args.
1126                          */
1127                         code = fuword(params);
1128                         params += sizeof(int);
1129                 } else if (code == SYS___syscall) {
1130                         /*
1131                          * Like syscall, but code is a quad, so as to maintain
1132                          * quad alignment for the rest of the arguments.
1133                          */
1134                         code = fuword(params);
1135                         params += sizeof(quad_t);
1136                 }
1137         }
1138
1139         if (p->p_sysent->sv_mask)
1140                 code &= p->p_sysent->sv_mask;
1141
1142         if (code >= p->p_sysent->sv_size)
1143                 callp = &p->p_sysent->sv_table[0];
1144         else
1145                 callp = &p->p_sysent->sv_table[code];
1146
1147         narg = callp->sy_narg & SYF_ARGMASK;
1148
1149         /*
1150          * copyin is MP aware, but the tracing code is not
1151          */
1152         if (params && (i = narg * sizeof(int)) &&
1153             (error = copyin(params, (caddr_t)args, (u_int)i))) {
1154                 get_mplock();
1155                 have_mplock = 1;
1156 #ifdef KTRACE
1157                 if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL))
1158                         ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1159 #endif
1160                 goto bad;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * Try to run the syscall without the MP lock if the syscall
1165          * is MP safe.  We have to obtain the MP lock no matter what if
1166          * we are ktracing
1167          */
1168         if ((callp->sy_narg & SYF_MPSAFE) == 0) {
1169                 get_mplock();
1170                 have_mplock = 1;
1171         }
1172
1173 #ifdef KTRACE
1174         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSCALL)) {
1175                 if (have_mplock == 0) {
1176                         get_mplock();
1177                         have_mplock = 1;
1178                 }
1179                 ktrsyscall(p->p_tracep, code, narg, args);
1180         }
1181 #endif
1182         p->p_retval[0] = 0;
1183         p->p_retval[1] = frame.tf_edx;
1184
1185         STOPEVENT(p, S_SCE, narg);      /* MP aware */
1186
1187         error = (*callp->sy_call)(args);
1188
1189         /*
1190          * MP SAFE (we may or may not have the MP lock at this point)
1191          */
1192         switch (error) {
1193         case 0:
1194                 /*
1195                  * Reinitialize proc pointer `p' as it may be different
1196                  * if this is a child returning from fork syscall.
1197                  */
1198                 p = curproc;
1199                 frame.tf_eax = p->p_retval[0];
1200                 frame.tf_edx = p->p_retval[1];
1201                 frame.tf_eflags &= ~PSL_C;
1202                 break;
1203
1204         case ERESTART:
1205                 /*
1206                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes,
1207                  * int 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
1208                  */
1209                 frame.tf_eip -= frame.tf_err;
1210                 break;
1211
1212         case EJUSTRETURN:
1213                 break;
1214
1215         default:
1216 bad:
1217                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
1218                         if (error >= p->p_sysent->sv_errsize)
1219                                 error = -1;     /* XXX */
1220                         else
1221                                 error = p->p_sysent->sv_errtbl[error];
1222                 }
1223                 frame.tf_eax = error;
1224                 frame.tf_eflags |= PSL_C;
1225                 break;
1226         }
1227
1228         /*
1229          * Traced syscall.  trapsignal() is not MP aware.
1230          */
1231         if ((orig_tf_eflags & PSL_T) && !(orig_tf_eflags & PSL_VM)) {
1232                 if (have_mplock == 0) {
1233                         get_mplock();
1234                         have_mplock = 1;
1235                 }
1236                 frame.tf_eflags &= ~PSL_T;
1237                 trapsignal(p, SIGTRAP, 0);
1238         }
1239
1240         /*
1241          * Handle reschedule and other end-of-syscall issues
1242          */
1243         have_mplock = userret(p, &frame, sticks, have_mplock);
1244
1245 #ifdef KTRACE
1246         if (KTRPOINT(td, KTR_SYSRET)) {
1247                 if (have_mplock == 0) {
1248                         get_mplock();
1249                         have_mplock = 1;
1250                 }
1251                 ktrsysret(p->p_tracep, code, error, p->p_retval[0]);
1252         }
1253 #endif
1254
1255         /*
1256          * This works because errno is findable through the
1257          * register set.  If we ever support an emulation where this
1258          * is not the case, this code will need to be revisited.
1259          */
1260         STOPEVENT(p, S_SCX, code);
1261
1262         /*
1263          * Release the MP lock if we had to get it
1264          */
1265         if (have_mplock)
1266                 rel_mplock();
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Simplified back end of syscall(), used when returning from fork()
1271  * directly into user mode.  MP lock is held on entry and should be
1272  * held on return.
1273  */
1274 void
1275 fork_return(p, frame)
1276         struct proc *p;
1277         struct trapframe frame;
1278 {
1279         frame.tf_eax = 0;               /* Child returns zero */
1280         frame.tf_eflags &= ~PSL_C;      /* success */
1281         frame.tf_edx = 1;
1282
1283         userret(p, &frame, 0, 1);
1284 #ifdef KTRACE
1285         if (KTRPOINT(p->p_thread, KTR_SYSRET))
1286                 ktrsysret(p->p_tracep, SYS_fork, 0, 0);
1287 #endif
1288 }