sys/arm/arm/undefined.c

   1 /*      $NetBSD: undefined.c,v 1.22 2003/11/29 22:21:29 bjh21 Exp $     */
   2
   3 /*-
   4  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
   5  *
   6  * Copyright (c) 2001 Ben Harris.
   7  * Copyright (c) 1995 Mark Brinicombe.
   8  * Copyright (c) 1995 Brini.
   9  * All rights reserved.
  10  *
  11  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  22  *    must display the following acknowledgement:
  23  *      This product includes software developed by Brini.
  24  * 4. The name of the company nor the name of the author may be used to
  25  *    endorse or promote products derived from this software without specific
  26  *    prior written permission.
  27  *
  28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BRINI ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  29  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  30  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  31  * IN NO EVENT SHALL BRINI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
  32  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  33  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  34  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  38  * SUCH DAMAGE.
  39  *
  40  * RiscBSD kernel project
  41  *
  42  * undefined.c
  43  *
  44  * Fault handler
  45  *
  46  * Created      : 06/01/95
  47  */
  48
  49 #include "opt_ddb.h"
  50
  51 #include <sys/cdefs.h>
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/malloc.h>
  54 #include <sys/queue.h>
  55 #include <sys/signal.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/proc.h>
  58 #include <sys/syslog.h>
  59 #include <sys/vmmeter.h>
  60 #include <sys/lock.h>
  61 #include <sys/mutex.h>
  62 #include <sys/signalvar.h>
  63 #include <sys/ptrace.h>
  64 #include <sys/vmmeter.h>
  65 #ifdef KDB
  66 #include <sys/kdb.h>
  67 #endif
  68
  69 #include <vm/vm.h>
  70 #include <vm/vm_extern.h>
  71
  72 #include <machine/armreg.h>
  73 #include <machine/asm.h>
  74 #include <machine/cpu.h>
  75 #include <machine/frame.h>
  76 #include <machine/undefined.h>
  77 #include <machine/trap.h>
  78
  79 #include <machine/disassem.h>
  80
  81 #ifdef DDB
  82 #include <ddb/db_output.h>
  83 #endif
  84
  85 #ifdef KDB
  86 #include <machine/db_machdep.h>
  87 #endif
  88
  89 #define ARM_COPROC_INSN(insn)   (((insn) & (1 << 27)) != 0)
  90 #define ARM_VFP_INSN(insn)      ((((insn) & 0xfe000000) == 0xf2000000) || \
  91                                  (((insn) & 0xff100000) == 0xf4000000))
  92 #define ARM_COPROC(insn)        (((insn) >> 8) & 0xf)
  93
  94 #define THUMB_32BIT_INSN(insn)  ((((insn) & 0xe000) == 0xe000) && \
  95                                  (((insn) & 0x1800) != 0))
  96 /*
  97  * Coprocessor, Advanced SIMD, and
  98  * Floating-point instructions on page A6-251
  99  * OP1 == 01 OR 11
 100  * OP2 == 1xxxxxx
 101  */
 102 #define THUMB_COPROC_INSN(insn) (((insn) & (3 << 26)) == (3 << 26))
 103 /*
 104  * Advanced SIMD element or structure
 105  * load/store instructions on page A7-275
 106  * OP1 == 11
 107  * OP2 == 001xxx0
 108 */
 109 #define THUMB_VFP_INSN(insn)    (((insn) & (0x1F1 << 20)) == (0x190 << 20))
 110 #define THUMB_COPROC(insn)      (((insn) >> 8) & 0xf)
 111
 112 #define COPROC_VFP      10
 113
 114 static int gdb_trapper(u_int, u_int, struct trapframe *, int);
 115
 116 LIST_HEAD(, undefined_handler) undefined_handlers[MAX_COPROCS];
 117
 118 void *
 119 install_coproc_handler(int coproc, undef_handler_t handler)
 120 {
 121         struct undefined_handler *uh;
 122
 123         KASSERT(coproc >= 0 && coproc < MAX_COPROCS, ("bad coproc"));
 124         KASSERT(handler != NULL, ("handler is NULL")); /* Used to be legal. */
 125
 126         /* XXX: M_TEMP??? */
 127         uh = malloc(sizeof(*uh), M_TEMP, M_WAITOK);
 128         uh->uh_handler = handler;
 129         install_coproc_handler_static(coproc, uh);
 130         return uh;
 131 }
 132
 133 void
 134 install_coproc_handler_static(int coproc, struct undefined_handler *uh)
 135 {
 136
 137         LIST_INSERT_HEAD(&undefined_handlers[coproc], uh, uh_link);
 138 }
 139
 140 void
 141 remove_coproc_handler(void *cookie)
 142 {
 143         struct undefined_handler *uh = cookie;
 144
 145         LIST_REMOVE(uh, uh_link);
 146         free(uh, M_TEMP);
 147 }
 148
 149 static int
 150 gdb_trapper(u_int addr, u_int insn, struct trapframe *frame, int code)
 151 {
 152         struct thread *td;
 153         ksiginfo_t ksi;
 154         int error;
 155
 156         td = (curthread == NULL) ? &thread0 : curthread;
 157
 158         if (insn == GDB_BREAKPOINT || insn == GDB5_BREAKPOINT) {
 159                 if (code == FAULT_USER) {
 160                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 161                         ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 162                         ksi.ksi_code = TRAP_BRKPT;
 163                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)addr;
 164                         trapsignal(td, &ksi);
 165                         return 0;
 166                 }
 167 #if 0
 168 #ifdef KGDB
 169                 return !kgdb_trap(T_BREAKPOINT, frame);
 170 #endif
 171 #endif
 172         }
 173
 174         if (code == FAULT_USER) {
 175                 /* TODO: No support for ptrace from Thumb-2 */
 176                 if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0 &&
 177                     insn == PTRACE_BREAKPOINT) {
 178                         PROC_LOCK(td->td_proc);
 179                         _PHOLD(td->td_proc);
 180                         error = ptrace_clear_single_step(td);
 181                         _PRELE(td->td_proc);
 182                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
 183                         if (error == 0) {
 184                                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 185                                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 186                                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
 187                                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)addr;
 188                                 trapsignal(td, &ksi);
 189                                 return (0);
 190                         }
 191                 }
 192         }
 193
 194         return 1;
 195 }
 196
 197 static struct undefined_handler gdb_uh;
 198
 199 void
 200 undefined_init(void)
 201 {
 202         int loop;
 203
 204         /* Not actually necessary -- the initialiser is just NULL */
 205         for (loop = 0; loop < MAX_COPROCS; ++loop)
 206                 LIST_INIT(&undefined_handlers[loop]);
 207
 208         /* Install handler for GDB breakpoints */
 209         gdb_uh.uh_handler = gdb_trapper;
 210         install_coproc_handler_static(0, &gdb_uh);
 211 }
 212
 213 void
 214 undefinedinstruction(struct trapframe *frame)
 215 {
 216         struct thread *td;
 217         u_int fault_pc;
 218         int fault_instruction;
 219         int fault_code;
 220         int coprocessor;
 221         struct undefined_handler *uh;
 222 #ifdef VERBOSE_ARM32
 223         int s;
 224 #endif
 225         ksiginfo_t ksi;
 226
 227         /* Enable interrupts if they were enabled before the exception. */
 228         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_I) == 0)
 229                 enable_interrupts(PSR_I);
 230         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_F) == 0)
 231                 enable_interrupts(PSR_F);
 232
 233         VM_CNT_INC(v_trap);
 234
 235         fault_pc = frame->tf_pc;
 236
 237         /*
 238          * Get the current thread/proc structure or thread0/proc0 if there is
 239          * none.
 240          */
 241         td = curthread == NULL ? &thread0 : curthread;
 242
 243         coprocessor = 0;
 244         if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0) {
 245                 /*
 246                  * Make sure the program counter is correctly aligned so we
 247                  * don't take an alignment fault trying to read the opcode.
 248                  */
 249                 if (__predict_false((fault_pc & 3) != 0)) {
 250                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 251                         ksi.ksi_signo = SIGILL;
 252                         ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 253                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 254                         trapsignal(td, &ksi);
 255                         userret(td, frame);
 256                         return;
 257                 }
 258
 259                 /*
 260                  * Should use fuword() here .. but in the interests of
 261                  * squeezing every bit of speed we will just use ReadWord().
 262                  * We know the instruction can be read as was just executed
 263                  * so this will never fail unless the kernel is screwed up
 264                  * in which case it does not really matter does it ?
 265                  */
 266
 267                 fault_instruction = *(u_int32_t *)fault_pc;
 268
 269                 /* Check for coprocessor instruction */
 270
 271                 /*
 272                  * According to the datasheets you only need to look at bit
 273                  * 27 of the instruction to tell the difference between and
 274                  * undefined instruction and a coprocessor instruction
 275                  * following an undefined instruction trap.
 276                  */
 277
 278                 if (ARM_COPROC_INSN(fault_instruction))
 279                         coprocessor = ARM_COPROC(fault_instruction);
 280                 else {          /* check for special instructions */
 281                         if (ARM_VFP_INSN(fault_instruction))
 282                                 coprocessor = COPROC_VFP; /* vfp / simd */
 283                 }
 284         } else {
 285 #if __ARM_ARCH >= 7
 286                 fault_instruction = *(uint16_t *)fault_pc;
 287                 if (THUMB_32BIT_INSN(fault_instruction)) {
 288                         fault_instruction <<= 16;
 289                         fault_instruction |= *(uint16_t *)(fault_pc + 2);
 290
 291                         /* Coprocessor, Advanced SIMD and Floating-point */
 292                         if (THUMB_COPROC_INSN(fault_instruction))
 293                                 coprocessor = THUMB_COPROC(fault_instruction);
 294                         else {
 295                                 /* Advanced SIMD load/store */
 296                                 if (THUMB_VFP_INSN(fault_instruction))
 297                                         coprocessor = COPROC_VFP; /* SIMD */
 298                         }
 299                 }
 300 #else
 301                 /*
 302                  * No support for Thumb-2 on this cpu
 303                  */
 304                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 305                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 306                 ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 307                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 308                 trapsignal(td, &ksi);
 309                 userret(td, frame);
 310                 return;
 311 #endif
 312         }
 313
 314         if ((frame->tf_spsr & PSR_MODE) == PSR_USR32_MODE) {
 315                 /*
 316                  * Modify the fault_code to reflect the USR/SVC state at
 317                  * time of fault.
 318                  */
 319                 fault_code = FAULT_USER;
 320                 td->td_frame = frame;
 321         } else
 322                 fault_code = 0;
 323
 324         /* OK this is were we do something about the instruction. */
 325         LIST_FOREACH(uh, &undefined_handlers[coprocessor], uh_link)
 326             if (uh->uh_handler(fault_pc, fault_instruction, frame,
 327                                fault_code) == 0)
 328                     break;
 329
 330         if (uh == NULL && (fault_code & FAULT_USER)) {
 331                 /* Fault has not been handled */
 332                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 333                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 334                 ksi.ksi_code = ILL_ILLOPC;
 335                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 336                 trapsignal(td, &ksi);
 337         }
 338
 339         if ((fault_code & FAULT_USER) == 0) {
 340                 if (fault_instruction == KERNEL_BREAKPOINT) {
 341 #ifdef KDB
 342                         kdb_trap(T_BREAKPOINT, 0, frame);
 343 #else
 344                         printf("No debugger in kernel.\n");
 345 #endif
 346                         return;
 347                 }
 348                 else
 349                         panic("Undefined instruction in kernel (0x%08x).\n",
 350                             fault_instruction);
 351         }
 352
 353         userret(td, frame);
 354 }