sys/arm/arm/undefined.c

   1 /*      $NetBSD: undefined.c,v 1.22 2003/11/29 22:21:29 bjh21 Exp $     */
   2
   3 /*-
   4  * Copyright (c) 2001 Ben Harris.
   5  * Copyright (c) 1995 Mark Brinicombe.
   6  * Copyright (c) 1995 Brini.
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by Brini.
  22  * 4. The name of the company nor the name of the author may be used to
  23  *    endorse or promote products derived from this software without specific
  24  *    prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BRINI ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  27  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  28  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  29  * IN NO EVENT SHALL BRINI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
  30  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  31  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  32  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  * RiscBSD kernel project
  39  *
  40  * undefined.c
  41  *
  42  * Fault handler
  43  *
  44  * Created      : 06/01/95
  45  */
  46
  47
  48 #include "opt_ddb.h"
  49
  50 #include <sys/cdefs.h>
  51 __FBSDID("$FreeBSD$");
  52
  53 #include <sys/param.h>
  54 #include <sys/malloc.h>
  55 #include <sys/queue.h>
  56 #include <sys/signal.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/syslog.h>
  60 #include <sys/vmmeter.h>
  61 #include <sys/lock.h>
  62 #include <sys/mutex.h>
  63 #include <sys/signalvar.h>
  64 #include <sys/ptrace.h>
  65 #include <sys/vmmeter.h>
  66 #ifdef KDB
  67 #include <sys/kdb.h>
  68 #endif
  69
  70 #include <vm/vm.h>
  71 #include <vm/vm_extern.h>
  72
  73 #include <machine/armreg.h>
  74 #include <machine/asm.h>
  75 #include <machine/cpu.h>
  76 #include <machine/frame.h>
  77 #include <machine/undefined.h>
  78 #include <machine/trap.h>
  79
  80 #include <machine/disassem.h>
  81
  82 #ifdef DDB
  83 #include <ddb/db_output.h>
  84 #endif
  85
  86 #ifdef KDB
  87 #include <machine/db_machdep.h>
  88 #endif
  89
  90 #define ARM_COPROC_INSN(insn)   (((insn) & (1 << 27)) != 0)
  91 #define ARM_VFP_INSN(insn)      ((((insn) & 0xfe000000) == 0xf2000000) || \
  92     (((insn) & 0xff100000) == 0xf4000000))
  93 #define ARM_COPROC(insn)        (((insn) >> 8) & 0xf)
  94
  95 #define THUMB_32BIT_INSN(insn)  ((insn) >= 0xe800)
  96 #define THUMB_COPROC_INSN(insn) (((insn) & (3 << 26)) == (3 << 26))
  97 #define THUMB_COPROC_UNDEFINED(insn) (((insn) & 0x3e << 20) == 0)
  98 #define THUMB_VFP_INSN(insn)    (((insn) & (3 << 24)) == (3 << 24))
  99 #define THUMB_COPROC(insn)      (((insn) >> 8) & 0xf)
 100
 101 #define COPROC_VFP      10
 102
 103 static int gdb_trapper(u_int, u_int, struct trapframe *, int);
 104
 105 LIST_HEAD(, undefined_handler) undefined_handlers[MAX_COPROCS];
 106
 107
 108 void *
 109 install_coproc_handler(int coproc, undef_handler_t handler)
 110 {
 111         struct undefined_handler *uh;
 112
 113         KASSERT(coproc >= 0 && coproc < MAX_COPROCS, ("bad coproc"));
 114         KASSERT(handler != NULL, ("handler is NULL")); /* Used to be legal. */
 115
 116         /* XXX: M_TEMP??? */
 117         uh = malloc(sizeof(*uh), M_TEMP, M_WAITOK);
 118         uh->uh_handler = handler;
 119         install_coproc_handler_static(coproc, uh);
 120         return uh;
 121 }
 122
 123 void
 124 install_coproc_handler_static(int coproc, struct undefined_handler *uh)
 125 {
 126
 127         LIST_INSERT_HEAD(&undefined_handlers[coproc], uh, uh_link);
 128 }
 129
 130 void
 131 remove_coproc_handler(void *cookie)
 132 {
 133         struct undefined_handler *uh = cookie;
 134
 135         LIST_REMOVE(uh, uh_link);
 136         free(uh, M_TEMP);
 137 }
 138
 139
 140 static int
 141 gdb_trapper(u_int addr, u_int insn, struct trapframe *frame, int code)
 142 {
 143         struct thread *td;
 144         ksiginfo_t ksi;
 145
 146         td = (curthread == NULL) ? &thread0 : curthread;
 147
 148         if (insn == GDB_BREAKPOINT || insn == GDB5_BREAKPOINT) {
 149                 if (code == FAULT_USER) {
 150                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 151                         ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 152                         ksi.ksi_code = TRAP_BRKPT;
 153                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)addr;
 154                         trapsignal(td, &ksi);
 155                         return 0;
 156                 }
 157 #if 0
 158 #ifdef KGDB
 159                 return !kgdb_trap(T_BREAKPOINT, frame);
 160 #endif
 161 #endif
 162         }
 163         return 1;
 164 }
 165
 166 static struct undefined_handler gdb_uh;
 167
 168 void
 169 undefined_init(void)
 170 {
 171         int loop;
 172
 173         /* Not actually necessary -- the initialiser is just NULL */
 174         for (loop = 0; loop < MAX_COPROCS; ++loop)
 175                 LIST_INIT(&undefined_handlers[loop]);
 176
 177         /* Install handler for GDB breakpoints */
 178         gdb_uh.uh_handler = gdb_trapper;
 179         install_coproc_handler_static(0, &gdb_uh);
 180 }
 181
 182
 183 void
 184 undefinedinstruction(struct trapframe *frame)
 185 {
 186         struct thread *td;
 187         u_int fault_pc;
 188         int fault_instruction;
 189         int fault_code;
 190         int coprocessor;
 191         struct undefined_handler *uh;
 192         int error;
 193 #ifdef VERBOSE_ARM32
 194         int s;
 195 #endif
 196         ksiginfo_t ksi;
 197
 198         /* Enable interrupts if they were enabled before the exception. */
 199         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_I) == 0)
 200                 enable_interrupts(PSR_I);
 201         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_F) == 0)
 202                 enable_interrupts(PSR_F);
 203
 204         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 205
 206         fault_pc = frame->tf_pc;
 207
 208         /*
 209          * Get the current thread/proc structure or thread0/proc0 if there is
 210          * none.
 211          */
 212         td = curthread == NULL ? &thread0 : curthread;
 213
 214         coprocessor = 0;
 215         if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0) {
 216                 /*
 217                  * Make sure the program counter is correctly aligned so we
 218                  * don't take an alignment fault trying to read the opcode.
 219                  */
 220                 if (__predict_false((fault_pc & 3) != 0)) {
 221                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 222                         ksi.ksi_signo = SIGILL;
 223                         ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 224                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 225                         trapsignal(td, &ksi);
 226                         userret(td, frame);
 227                         return;
 228                 }
 229
 230                 /*
 231                  * Should use fuword() here .. but in the interests of
 232                  * squeezing every bit of speed we will just use ReadWord().
 233                  * We know the instruction can be read as was just executed
 234                  * so this will never fail unless the kernel is screwed up
 235                  * in which case it does not really matter does it ?
 236                  */
 237
 238                 fault_instruction = *(u_int32_t *)fault_pc;
 239
 240                 /* Check for coprocessor instruction */
 241
 242                 /*
 243                  * According to the datasheets you only need to look at bit
 244                  * 27 of the instruction to tell the difference between and
 245                  * undefined instruction and a coprocessor instruction
 246                  * following an undefined instruction trap.
 247                  */
 248
 249                 if (ARM_COPROC_INSN(fault_instruction))
 250                         coprocessor = ARM_COPROC(fault_instruction);
 251                 else {          /* check for special instructions */
 252                         if (ARM_VFP_INSN(fault_instruction))
 253                                 coprocessor = COPROC_VFP; /* vfp / simd */
 254                 }
 255         } else {
 256 #if __ARM_ARCH >= 7
 257                 fault_instruction = *(uint16_t *)fault_pc;
 258                 if (THUMB_32BIT_INSN(fault_instruction)) {
 259                         fault_instruction <<= 16;
 260                         fault_instruction |= *(uint16_t *)(fault_pc + 2);
 261
 262                         /*
 263                          * Is it a Coprocessor, Advanced SIMD, or
 264                          * Floating-point instruction.
 265                          */
 266                         if (THUMB_COPROC_INSN(fault_instruction)) {
 267                                 if (THUMB_COPROC_UNDEFINED(fault_instruction)) {
 268                                         /* undefined insn */
 269                                 } else if (THUMB_VFP_INSN(fault_instruction))
 270                                         coprocessor = COPROC_VFP;
 271                                 else
 272                                         coprocessor =
 273                                             THUMB_COPROC(fault_instruction);
 274                         }
 275                 }
 276 #else
 277                 /*
 278                  * No support for Thumb-2 on this cpu
 279                  */
 280                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 281                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 282                 ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 283                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 284                 trapsignal(td, &ksi);
 285                 userret(td, frame);
 286                 return;
 287 #endif
 288         }
 289
 290         if ((frame->tf_spsr & PSR_MODE) == PSR_USR32_MODE) {
 291                 /*
 292                  * Modify the fault_code to reflect the USR/SVC state at
 293                  * time of fault.
 294                  */
 295                 fault_code = FAULT_USER;
 296                 td->td_frame = frame;
 297         } else
 298                 fault_code = 0;
 299
 300         /* OK this is were we do something about the instruction. */
 301         LIST_FOREACH(uh, &undefined_handlers[coprocessor], uh_link)
 302             if (uh->uh_handler(fault_pc, fault_instruction, frame,
 303                                fault_code) == 0)
 304                     break;
 305
 306         if (fault_code & FAULT_USER) {
 307                 /* TODO: No support for ptrace from Thumb-2 */
 308                 if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0 &&
 309                     fault_instruction == PTRACE_BREAKPOINT) {
 310                         PROC_LOCK(td->td_proc);
 311                         _PHOLD(td->td_proc);
 312                         error = ptrace_clear_single_step(td);
 313                         _PRELE(td->td_proc);
 314                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
 315                         if (error != 0) {
 316                                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 317                                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 318                                 ksi.ksi_code = ILL_ILLOPC;
 319                                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 320                                 trapsignal(td, &ksi);
 321                         }
 322                         return;
 323                 }
 324         }
 325
 326         if (uh == NULL && (fault_code & FAULT_USER)) {
 327                 /* Fault has not been handled */
 328                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 329                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 330                 ksi.ksi_code = ILL_ILLOPC;
 331                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 332                 trapsignal(td, &ksi);
 333         }
 334
 335         if ((fault_code & FAULT_USER) == 0) {
 336                 if (fault_instruction == KERNEL_BREAKPOINT) {
 337 #ifdef KDB
 338                         kdb_trap(T_BREAKPOINT, 0, frame);
 339 #else
 340                         printf("No debugger in kernel.\n");
 341 #endif
 342                         return;
 343                 }
 344                 else
 345                         panic("Undefined instruction in kernel.\n");
 346         }
 347
 348         userret(td, frame);
 349 }