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 #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) >= 0xe800)
  95 #define THUMB_COPROC_INSN(insn) (((insn) & (3 << 26)) == (3 << 26))
  96 #define THUMB_COPROC_UNDEFINED(insn) (((insn) & 0x3e << 20) == 0)
  97 #define THUMB_VFP_INSN(insn)    (((insn) & (3 << 24)) == (3 << 24))
  98 #define THUMB_COPROC(insn)      (((insn) >> 8) & 0xf)
  99
 100 #define COPROC_VFP      10
 101
 102 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 103 int (*dtrace_invop_jump_addr)(struct trapframe *);
 104 #endif
 105
 106 static int gdb_trapper(u_int, u_int, struct trapframe *, int);
 107
 108 LIST_HEAD(, undefined_handler) undefined_handlers[MAX_COPROCS];
 109
 110
 111 void *
 112 install_coproc_handler(int coproc, undef_handler_t handler)
 113 {
 114         struct undefined_handler *uh;
 115
 116         KASSERT(coproc >= 0 && coproc < MAX_COPROCS, ("bad coproc"));
 117         KASSERT(handler != NULL, ("handler is NULL")); /* Used to be legal. */
 118
 119         /* XXX: M_TEMP??? */
 120         uh = malloc(sizeof(*uh), M_TEMP, M_WAITOK);
 121         uh->uh_handler = handler;
 122         install_coproc_handler_static(coproc, uh);
 123         return uh;
 124 }
 125
 126 void
 127 install_coproc_handler_static(int coproc, struct undefined_handler *uh)
 128 {
 129
 130         LIST_INSERT_HEAD(&undefined_handlers[coproc], uh, uh_link);
 131 }
 132
 133 void
 134 remove_coproc_handler(void *cookie)
 135 {
 136         struct undefined_handler *uh = cookie;
 137
 138         LIST_REMOVE(uh, uh_link);
 139         free(uh, M_TEMP);
 140 }
 141
 142
 143 static int
 144 gdb_trapper(u_int addr, u_int insn, struct trapframe *frame, int code)
 145 {
 146         struct thread *td;
 147         ksiginfo_t ksi;
 148
 149         td = (curthread == NULL) ? &thread0 : curthread;
 150
 151         if (insn == GDB_BREAKPOINT || insn == GDB5_BREAKPOINT) {
 152                 if (code == FAULT_USER) {
 153                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 154                         ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 155                         ksi.ksi_code = TRAP_BRKPT;
 156                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)addr;
 157                         trapsignal(td, &ksi);
 158                         return 0;
 159                 }
 160 #if 0
 161 #ifdef KGDB
 162                 return !kgdb_trap(T_BREAKPOINT, frame);
 163 #endif
 164 #endif
 165         }
 166         return 1;
 167 }
 168
 169 static struct undefined_handler gdb_uh;
 170
 171 void
 172 undefined_init()
 173 {
 174         int loop;
 175
 176         /* Not actually necessary -- the initialiser is just NULL */
 177         for (loop = 0; loop < MAX_COPROCS; ++loop)
 178                 LIST_INIT(&undefined_handlers[loop]);
 179
 180         /* Install handler for GDB breakpoints */
 181         gdb_uh.uh_handler = gdb_trapper;
 182         install_coproc_handler_static(0, &gdb_uh);
 183 }
 184
 185
 186 void
 187 undefinedinstruction(struct trapframe *frame)
 188 {
 189         struct thread *td;
 190         u_int fault_pc;
 191         int fault_instruction;
 192         int fault_code;
 193         int coprocessor;
 194         struct undefined_handler *uh;
 195         int error;
 196 #ifdef VERBOSE_ARM32
 197         int s;
 198 #endif
 199         ksiginfo_t ksi;
 200
 201         /* Enable interrupts if they were enabled before the exception. */
 202         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_I) == 0)
 203                 enable_interrupts(PSR_I);
 204         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_F) == 0)
 205                 enable_interrupts(PSR_F);
 206
 207         PCPU_INC(cnt.v_trap);
 208
 209 #if __ARM_ARCH >= 7
 210         if ((frame->tf_spsr & PSR_T) != 0)
 211                 frame->tf_pc -= THUMB_INSN_SIZE;
 212         else
 213 #endif
 214                 frame->tf_pc -= INSN_SIZE;
 215         fault_pc = frame->tf_pc;
 216
 217         /*
 218          * Get the current thread/proc structure or thread0/proc0 if there is
 219          * none.
 220          */
 221         td = curthread == NULL ? &thread0 : curthread;
 222
 223         coprocessor = 0;
 224         if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0) {
 225                 /*
 226                  * Make sure the program counter is correctly aligned so we
 227                  * don't take an alignment fault trying to read the opcode.
 228                  */
 229                 if (__predict_false((fault_pc & 3) != 0)) {
 230                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 231                         ksi.ksi_signo = SIGILL;
 232                         ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 233                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 234                         trapsignal(td, &ksi);
 235                         userret(td, frame);
 236                         return;
 237                 }
 238
 239                 /*
 240                  * Should use fuword() here .. but in the interests of
 241                  * squeezing every bit of speed we will just use ReadWord().
 242                  * We know the instruction can be read as was just executed
 243                  * so this will never fail unless the kernel is screwed up
 244                  * in which case it does not really matter does it ?
 245                  */
 246
 247                 fault_instruction = *(u_int32_t *)fault_pc;
 248
 249                 /* Check for coprocessor instruction */
 250
 251                 /*
 252                  * According to the datasheets you only need to look at bit
 253                  * 27 of the instruction to tell the difference between and
 254                  * undefined instruction and a coprocessor instruction
 255                  * following an undefined instruction trap.
 256                  */
 257
 258                 if (ARM_COPROC_INSN(fault_instruction))
 259                         coprocessor = ARM_COPROC(fault_instruction);
 260                 else {          /* check for special instructions */
 261                         if (ARM_VFP_INSN(fault_instruction))
 262                                 coprocessor = COPROC_VFP; /* vfp / simd */
 263                 }
 264         } else {
 265 #if __ARM_ARCH >= 7
 266                 fault_instruction = *(uint16_t *)fault_pc;
 267                 if (THUMB_32BIT_INSN(fault_instruction)) {
 268                         fault_instruction <<= 16;
 269                         fault_instruction |= *(uint16_t *)(fault_pc + 2);
 270
 271                         /*
 272                          * Is it a Coprocessor, Advanced SIMD, or
 273                          * Floating-point instruction.
 274                          */
 275                         if (THUMB_COPROC_INSN(fault_instruction)) {
 276                                 if (THUMB_COPROC_UNDEFINED(fault_instruction)) {
 277                                         /* undefined insn */
 278                                 } else if (THUMB_VFP_INSN(fault_instruction))
 279                                         coprocessor = COPROC_VFP;
 280                                 else
 281                                         coprocessor =
 282                                             THUMB_COPROC(fault_instruction);
 283                         }
 284                 }
 285 #else
 286                 /*
 287                  * No support for Thumb-2 on this cpu
 288                  */
 289                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 290                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 291                 ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 292                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 293                 trapsignal(td, &ksi);
 294                 userret(td, frame);
 295                 return;
 296 #endif
 297         }
 298
 299         if ((frame->tf_spsr & PSR_MODE) == PSR_USR32_MODE) {
 300                 /*
 301                  * Modify the fault_code to reflect the USR/SVC state at
 302                  * time of fault.
 303                  */
 304                 fault_code = FAULT_USER;
 305                 td->td_frame = frame;
 306         } else
 307                 fault_code = 0;
 308
 309         /* OK this is were we do something about the instruction. */
 310         LIST_FOREACH(uh, &undefined_handlers[coprocessor], uh_link)
 311             if (uh->uh_handler(fault_pc, fault_instruction, frame,
 312                                fault_code) == 0)
 313                     break;
 314
 315         if (fault_code & FAULT_USER) {
 316                 /* TODO: No support for ptrace from Thumb-2 */
 317                 if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0 &&
 318                     fault_instruction == PTRACE_BREAKPOINT) {
 319                         PROC_LOCK(td->td_proc);
 320                         _PHOLD(td->td_proc);
 321                         error = ptrace_clear_single_step(td);
 322                         _PRELE(td->td_proc);
 323                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
 324                         if (error != 0) {
 325                                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 326                                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 327                                 ksi.ksi_code = ILL_ILLOPC;
 328                                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 329                                 trapsignal(td, &ksi);
 330                         }
 331                         return;
 332                 }
 333         }
 334
 335         if (uh == NULL && (fault_code & FAULT_USER)) {
 336                 /* Fault has not been handled */
 337                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 338                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 339                 ksi.ksi_code = ILL_ILLOPC;
 340                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 341                 trapsignal(td, &ksi);
 342         }
 343
 344         if ((fault_code & FAULT_USER) == 0) {
 345                 if (fault_instruction == KERNEL_BREAKPOINT) {
 346 #ifdef KDB
 347                         kdb_trap(T_BREAKPOINT, 0, frame);
 348 #else
 349                         printf("No debugger in kernel.\n");
 350 #endif
 351                         return;
 352                 }
 353 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 354                 else if (dtrace_invop_jump_addr != 0) {
 355                         dtrace_invop_jump_addr(frame);
 356                         return;
 357                 }
 358 #endif
 359                 else
 360                         panic("Undefined instruction in kernel.\n");
 361         }
 362
 363         userret(td, frame);
 364 }