source: trunk/hal/tsar_mips32/core/hal_exception.c @ 380

Last change on this file since 380 was 380, checked in by alain, 4 years ago

Remove the generic kernel/kern/do_exception files to handle exceptions in HAL.
The HAL call only the vmm_handle_page_fault() function if required.

File size: 14.3 KB
Line 
1/*
2 * hal_exception.c - implementation of exception handler for TSAR-MIPS32.
3 *
4 * Author   Alain Greiner (2016, 2017)
5 *
6 * Copyright (c) UPMC Sorbonne Universites
7 *
8 * This file is part of ALMOS-MKH.
9 *
10 * ALMOS-MKH is free software; you can redistribute it and/or modify it
11 * under the terms of the GNU General Public License as published by
12 * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License.
13 *
14 * ALMOS-MKH is distributed in the hope that it will be useful, but
15 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17 * General Public License for more details.
18 *
19 * You should have received a copy of the GNU General Public License
20 * along with ALMOS-MKH; if not, write to the Free Software Foundation,
21 * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22 */
23
24#include <hal_types.h>
25#include <hal_irqmask.h>
26#include <hal_exception.h>
27#include <thread.h>
28#include <printk.h>
29#include <chdev.h>
30#include <vmm.h>
31#include <errno.h>
32#include <scheduler.h>
33#include <core.h>
34#include <signal.h>
35#include <syscalls.h>
36#include <do_exception.h>
37#include <remote_spinlock.h>
38#include <mips32_uzone.h>
39
40
41//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
42//  Extern global variables
43//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
44
45extern   chdev_directory_t    chdev_dir;  // allocated in the kernel_init.c file.
46
47//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
48// This enum defines the relevant values for XCODE field in mips32 CP0_CR register.
49//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
50
51typedef enum
52{
53    XCODE_ADEL = 0x4,        // Illegal address for data load
54    XCODE_ADES = 0x5,        // Illegal address for data store
55    XCODE_IBE  = 0x6,        // Instruction MMU exception       (can be NON-FATAL)
56    XCODE_DBE  = 0x7,        // Data MMU exception              (can be NON-FATAL)
57    XCODE_RI   = 0xA,        // Reserved instruction exception
58    XCODE_CPU  = 0xB,        // Coprocessor unusable exception  (can be NON-FATAl)
59    XCODE_OVR  = 0xC,        // Arithmetic Overflow exception
60}
61xcode_values_t;
62
63//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
64// This static function is called when a FPU Coprocessor Unavailable exception has been
65// detected for the calling thread.
66// It enables the FPU, It saves the current FPU context in the current owner thread
67// descriptor if required, and restore the FPU context from the calling thread descriptor.
68//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
69// @ this     : pointer on faulty thread descriptor.
70// @ return always EXCP_NON_FATAL
71//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
72static error_t hal_fpu_exception( thread_t * this )
73{
74        core_t   * core = this->core; 
75
76    // enable FPU 
77        hal_fpu_enable();
78
79    // save FPU context in current owner thread if required
80        if( core->fpu_owner != NULL )
81    {
82        if( core->fpu_owner != this )
83            {
84                    hal_fpu_context_save ( core->fpu_owner->fpu_context );
85        }
86        }
87
88    // attach the FPU to the requesting thread
89        hal_fpu_context_restore( this->fpu_context );
90        core->fpu_owner = this;
91
92        return EXCP_NON_FATAL;
93
94}  // end hal_fpu_exception()
95
96//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
97// This static function is called when an MMU exception has been detected.
98// It get the relevant exception arguments from the MMU.
99// It signal a fatal error in case of illegal access. In case of page unmapped
100// it checks that the faulty address belongs to a registered vseg. It update the local
101// vseg list from the reference cluster if required, and signal a fatal user error
102// in case of illegal virtual address. Finally, it updates the local page table from the
103// reference cluster.
104//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
105// @ this     : pointer on faulty thread descriptor.
106// @ return EXCP_NON_FATAL / EXCP_USER_ERROR / EXCP_KERNEL_PANIC
107//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
108static error_t hal_mmu_exception( thread_t * this ) 
109{
110        vseg_t         * vseg;        // vseg containing the bad_vaddr
111        process_t      * process;     // local process descriptor
112    error_t          error;       // return value
113
114    reg_t            mmu_ins_excp_code;
115    reg_t            mmu_ins_bad_vaddr;
116    reg_t            mmu_dat_excp_code;
117    reg_t            mmu_dat_bad_vaddr;
118
119    intptr_t         bad_vaddr;
120    uint32_t         excp_code;
121       
122    process     = this->process;
123
124    // get relevant values from MMU
125        hal_get_mmu_excp( &mmu_ins_excp_code,
126                          &mmu_ins_bad_vaddr,
127                          &mmu_dat_excp_code, 
128                          &mmu_dat_bad_vaddr );
129
130    // get exception code and faulty vaddr
131    if( mmu_ins_excp_code )
132    {
133        excp_code = mmu_ins_excp_code;
134        bad_vaddr = mmu_ins_bad_vaddr;
135    }
136    else if( mmu_dat_excp_code )
137    {
138        excp_code = mmu_dat_excp_code;
139        bad_vaddr = mmu_dat_bad_vaddr;
140    }
141    else
142    {
143         return EXCP_NON_FATAL;
144    }
145
146        vmm_dmsg("\n[INFO] %s : enters for thread %x / process %x"
147             " / bad_vaddr = %x / excep_code = %x\n", 
148                     __FUNCTION__, this->trdid , process->pid , bad_vaddr , excp_code );
149
150    // a kernel thread should not rise an MMU exception
151        if( this->type != THREAD_USER )
152        {
153                printk("\n[PANIC] in %s : thread %x is a kernel thread / vaddr = %x\n",
154                       __FUNCTION__ , this->trdid , bad_vaddr );
155                return EXCP_KERNEL_PANIC;
156        }
157 
158    // enable IRQs
159        hal_enable_irq( NULL );
160
161    // vaddr must be contained in a registered vseg
162    vseg = vmm_get_vseg( process , bad_vaddr );
163
164    if( vseg == NULL )   // vseg not found in local cluster
165        {
166        // get extended pointer on reference process
167        xptr_t ref_xp = process->ref_xp;
168
169        // get cluster and local pointer on reference process
170        cxy_t       ref_cxy = GET_CXY( ref_xp );
171        process_t * ref_ptr = (process_t *)GET_PTR( ref_xp );
172
173        if( local_cxy != ref_cxy )   // reference process is remote
174        {
175            // get extended pointer on reference vseg
176            xptr_t vseg_xp;
177            rpc_vmm_get_ref_vseg_client( ref_cxy , ref_ptr , bad_vaddr , &vseg_xp );
178           
179       
180            if( vseg == NULL )          // vseg not found => illegal user vaddr
181            {
182                printk("\n[ERROR] in %s for thread %x : illegal vaddr = %x\n",
183                       __FUNCTION__ , this->trdid , bad_vaddr );
184
185                hal_disable_irq( NULL );
186                        return EXCP_USER_ERROR;
187            }
188            else                        // vseg found => make a local copy
189            {
190                // allocate a vseg in local cluster
191                vseg = vseg_alloc();
192
193                if( vseg == NULL )
194                {
195                            printk("\n[PANIC] in %s : no memory for vseg / thread = %x\n",
196                                   __FUNCTION__ , this->trdid );
197                    hal_disable_irq( NULL );
198                            return EXCP_KERNEL_PANIC;
199                }
200
201                // initialise local vseg from reference
202                vseg_init_from_ref( vseg , ref_xp );
203
204                // register local vseg in local VMM
205                error = vseg_attach( &process->vmm , vseg );
206            }
207        }
208        else                   // reference is local => illegal user vaddr
209        {
210            printk("\n[ERROR] in %s for thread %x : illegal vaddr = %x\n",
211                   __FUNCTION__ , this->trdid , bad_vaddr );
212
213            hal_disable_irq( NULL );
214                    return EXCP_USER_ERROR;
215        }
216    }
217
218        vmm_dmsg("\n[INFO] %s : found vseg for thread %x / vseg_min = %x / vseg_max = %x\n", 
219                         __FUNCTION__ , this->trdid , vseg->min , vseg->max );
220
221    // analyse exception code
222    if( excp_code & MMU_EXCP_PAGE_UNMAPPED )
223    {
224        // try to map the unmapped PTE
225        error = vmm_handle_page_fault( process, 
226                                       vseg,
227                                       bad_vaddr >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT );  // vpn
228
229        if( error )
230        {
231            printk("\n[PANIC] in %s for thread %x : cannot map legal vaddr = %x\n",
232               __FUNCTION__ , this->trdid , bad_vaddr );
233
234            hal_disable_irq( NULL );
235                    return EXCP_KERNEL_PANIC;
236        }
237        else
238        {
239            vmm_dmsg("\n[INFO] %s : page fault handled for vaddr = %x in thread %x\n",
240                             __FUNCTION__ , bad_vaddr , this->trdid );
241 
242            // page fault successfully handled
243            hal_disable_irq( NULL );
244            return EXCP_NON_FATAL;
245        }
246    }
247    else if( excp_code & MMU_EXCP_USER_PRIVILEGE )
248    {
249        printk("\n[ERROR] in %s for thread %x : user access to kernel vseg at vaddr = %x\n",
250               __FUNCTION__ , this->trdid , bad_vaddr );
251
252        hal_disable_irq( NULL );
253        return EXCP_USER_ERROR;
254    }
255    else if( excp_code & MMU_EXCP_USER_EXEC )
256    {
257        printk("\n[ERROR] in %s for thread %x : access to non-exec vseg at vaddr = %x\n",
258               __FUNCTION__ , this->trdid , bad_vaddr );
259
260        hal_disable_irq( NULL );
261        return EXCP_USER_ERROR;
262    }
263    else if( excp_code & MMU_EXCP_USER_WRITE )
264    {
265        printk("\n[ERROR] in %s for thread %x : write to non-writable vseg at vaddr = %x\n",
266               __FUNCTION__ , this->trdid , bad_vaddr );
267
268        hal_disable_irq( NULL );
269        return EXCP_USER_ERROR;
270    }
271
272    else  // this is a kernel error => panic   
273    {
274        printk("\n[PANIC] in %s for thread %x : kernel exception = %x / vaddr = %x\n",
275               __FUNCTION__ , this->trdid , excp_code , bad_vaddr );
276
277        hal_disable_irq( NULL );
278        return EXCP_KERNEL_PANIC;
279    }
280 
281} // end hal_mmu_exception()
282
283//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
284// This static function prints on the kernel terminal the saved context (core registers)
285// and the thread state of a faulty thread.
286//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
287// @ this     : pointer on faulty thread descriptor.
288// @ regs_tbl : pointer on register array.
289// @ return always EXCP_NON_FATAL
290//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
291static void hal_exception_dump( thread_t * this,
292                                reg_t    * regs_tbl )
293{
294    uint32_t  save_sr;
295
296    // get pointers on TXT0 chdev
297    xptr_t    txt0_xp  = chdev_dir.txt[0];
298    cxy_t     txt0_cxy = GET_CXY( txt0_xp );
299    chdev_t * txt0_ptr = GET_PTR( txt0_xp );
300
301    // get extended pointer on remote TXT0 chdev lock
302    xptr_t  lock_xp = XPTR( txt0_cxy , &txt0_ptr->wait_lock );
303
304    // get TXT0 lock in busy waiting mode
305    remote_spinlock_lock_busy( lock_xp , &save_sr );
306
307    if( this->type == THREAD_USER )
308    nolock_printk("\n================= USER ERROR / cycle %d ====================\n",
309           hal_time_stamp() );
310    else
311    nolock_printk("\n================= KERNEL PANIC / cycle %d ==================\n",
312           hal_time_stamp() );
313
314        nolock_printk("  thread type = %s / trdid = %x / pid %x / core[%x,%d]\n"
315           "  local locks = %d / remote locks = %d / blocked_vector = %X\n\n",
316           thread_type_str(this->type), this->trdid, this->process->pid, local_cxy,
317           this->core->lid, this->local_locks, this->remote_locks, this->blocked );
318
319        nolock_printk("CR    %X  EPC   %X  SR    %X  SP     %X\n",
320                   regs_tbl[UZ_CR], regs_tbl[UZ_EPC], regs_tbl[UZ_SR], regs_tbl[UZ_SP]);
321
322    nolock_printk("at_1  %X  v0_2  %X  v1_3  %X  a0_4   %X  a1_5   %X\n",
323               regs_tbl[UZ_AT], regs_tbl[UZ_V0], regs_tbl[UZ_V1], regs_tbl[UZ_A0], regs_tbl[UZ_A1]);
324
325    nolock_printk("a2_6  %X  a3_7  %X  t0_8  %X  t1_9   %X  t2_10  %X\n",
326                   regs_tbl[UZ_A2],regs_tbl[UZ_A3],regs_tbl[UZ_T0],regs_tbl[UZ_T1],regs_tbl[UZ_T2]);
327 
328    nolock_printk("t3_11 %X  t4_12 %X  t5_13 %X  t6_14  %X  t7_15  %X\n",
329                   regs_tbl[UZ_T3],regs_tbl[UZ_T4],regs_tbl[UZ_T5],regs_tbl[UZ_T6],regs_tbl[UZ_T7]);
330
331    nolock_printk("t8_24 %X  t9_25 %X  gp_28 %X  c0_hi  %X  c0_lo  %X\n",
332                   regs_tbl[UZ_T8],regs_tbl[UZ_T9],regs_tbl[UZ_GP],regs_tbl[UZ_HI],regs_tbl[UZ_LO]);
333
334    nolock_printk("s0_16 %X  s1_17 %X  s2_18 %X  s3_19  %X  s4_20  %X\n",
335                   regs_tbl[UZ_S0],regs_tbl[UZ_S1],regs_tbl[UZ_S2],regs_tbl[UZ_S3],regs_tbl[UZ_S4]);
336 
337    nolock_printk("s5_21 %X  s6_22 %X  s7_23 %X  s8_30  %X  ra_31  %X\n",
338               regs_tbl[UZ_S5],regs_tbl[UZ_S6],regs_tbl[UZ_S7],regs_tbl[UZ_S8],regs_tbl[UZ_RA]);
339
340    // release the lock
341    remote_spinlock_unlock_busy( lock_xp , save_sr );
342
343}  // end hal_exception_dump()
344
345
346///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
347// TODO replace the hal_core_sleep() by the generic panic() function.
348///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
349void hal_do_exception( thread_t * this, 
350                       reg_t    * regs_tbl )
351{
352        error_t             error;
353        uint32_t            excCode;                  // 4 bits XCODE from CP0_CR
354
355    // get 4 bits XCODE from CP0_CR register
356        excCode        = (regs_tbl[UZ_CR] >> 2) & 0xF;
357
358        switch(excCode)
359        {
360        case XCODE_DBE:     // can be non fatal
361            case XCODE_IBE:     // can be non fatal
362        {
363                    error = hal_mmu_exception( this );
364        }
365                break;
366
367            case XCODE_CPU:    // can be non fatal
368        {
369            if( ((regs_tbl[UZ_CR] >> 28) & 0x3) == 1 )  // unavailable FPU
370            {
371                error = hal_fpu_exception( this );
372            }
373            else
374            {
375                        error = EXCP_USER_ERROR;
376            }
377        }
378                break;
379
380        case XCODE_OVR:    // user fatal error
381        case XCODE_RI:     // user fatal error
382        case XCODE_ADEL:   // user fatal error
383        case XCODE_ADES:   // user fatal error
384        {
385                    error = EXCP_USER_ERROR;
386        }
387            break;
388
389        default:
390        {
391                    error = EXCP_KERNEL_PANIC;
392        }
393        }
394   
395    // analyse error code
396        if( error == EXCP_USER_ERROR )          //  user error => kill user process
397        {
398        hal_exception_dump( this , regs_tbl );
399        sys_kill( this->process->pid , SIGKILL );
400        }
401    else if( error == EXCP_KERNEL_PANIC )   // kernel error => kernel panic
402    {
403        hal_exception_dump( this , regs_tbl );
404        hal_core_sleep();
405    }
406}  // end hal_do_exception()
407
408
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.