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
  50 #include "opt_ddb.h"
  51
  52 #include <sys/cdefs.h>
  53 __FBSDID("$FreeBSD$");
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/malloc.h>
  57 #include <sys/queue.h>
  58 #include <sys/signal.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/proc.h>
  61 #include <sys/syslog.h>
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #include <sys/lock.h>
  64 #include <sys/mutex.h>
  65 #include <sys/signalvar.h>
  66 #include <sys/ptrace.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #ifdef KDB
  69 #include <sys/kdb.h>
  70 #endif
  71
  72 #include <vm/vm.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74
  75 #include <machine/armreg.h>
  76 #include <machine/asm.h>
  77 #include <machine/cpu.h>
  78 #include <machine/frame.h>
  79 #include <machine/undefined.h>
  80 #include <machine/trap.h>
  81
  82 #include <machine/disassem.h>
  83
  84 #ifdef DDB
  85 #include <ddb/db_output.h>
  86 #endif
  87
  88 #ifdef KDB
  89 #include <machine/db_machdep.h>
  90 #endif
  91
  92 #define ARM_COPROC_INSN(insn)   (((insn) & (1 << 27)) != 0)
  93 #define ARM_VFP_INSN(insn)      ((((insn) & 0xfe000000) == 0xf2000000) || \
  94     (((insn) & 0xff100000) == 0xf4000000))
  95 #define ARM_COPROC(insn)        (((insn) >> 8) & 0xf)
  96
  97 #define THUMB_32BIT_INSN(insn)  ((insn) >= 0xe800)
  98 #define THUMB_COPROC_INSN(insn) (((insn) & (3 << 26)) == (3 << 26))
  99 #define THUMB_COPROC_UNDEFINED(insn) (((insn) & 0x3e << 20) == 0)
 100 #define THUMB_VFP_INSN(insn)    (((insn) & (3 << 24)) == (3 << 24))
 101 #define THUMB_COPROC(insn)      (((insn) >> 8) & 0xf)
 102
 103 #define COPROC_VFP      10
 104
 105 static int gdb_trapper(u_int, u_int, struct trapframe *, int);
 106
 107 LIST_HEAD(, undefined_handler) undefined_handlers[MAX_COPROCS];
 108
 109
 110 void *
 111 install_coproc_handler(int coproc, undef_handler_t handler)
 112 {
 113         struct undefined_handler *uh;
 114
 115         KASSERT(coproc >= 0 && coproc < MAX_COPROCS, ("bad coproc"));
 116         KASSERT(handler != NULL, ("handler is NULL")); /* Used to be legal. */
 117
 118         /* XXX: M_TEMP??? */
 119         uh = malloc(sizeof(*uh), M_TEMP, M_WAITOK);
 120         uh->uh_handler = handler;
 121         install_coproc_handler_static(coproc, uh);
 122         return uh;
 123 }
 124
 125 void
 126 install_coproc_handler_static(int coproc, struct undefined_handler *uh)
 127 {
 128
 129         LIST_INSERT_HEAD(&undefined_handlers[coproc], uh, uh_link);
 130 }
 131
 132 void
 133 remove_coproc_handler(void *cookie)
 134 {
 135         struct undefined_handler *uh = cookie;
 136
 137         LIST_REMOVE(uh, uh_link);
 138         free(uh, M_TEMP);
 139 }
 140
 141
 142 static int
 143 gdb_trapper(u_int addr, u_int insn, struct trapframe *frame, int code)
 144 {
 145         struct thread *td;
 146         ksiginfo_t ksi;
 147         int error;
 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
 167         if (code == FAULT_USER) {
 168                 /* TODO: No support for ptrace from Thumb-2 */
 169                 if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0 &&
 170                     insn == PTRACE_BREAKPOINT) {
 171                         PROC_LOCK(td->td_proc);
 172                         _PHOLD(td->td_proc);
 173                         error = ptrace_clear_single_step(td);
 174                         _PRELE(td->td_proc);
 175                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
 176                         if (error == 0) {
 177                                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 178                                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 179                                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
 180                                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)addr;
 181                                 trapsignal(td, &ksi);
 182                                 return (0);
 183                         }
 184                 }
 185         }
 186
 187         return 1;
 188 }
 189
 190 static struct undefined_handler gdb_uh;
 191
 192 void
 193 undefined_init(void)
 194 {
 195         int loop;
 196
 197         /* Not actually necessary -- the initialiser is just NULL */
 198         for (loop = 0; loop < MAX_COPROCS; ++loop)
 199                 LIST_INIT(&undefined_handlers[loop]);
 200
 201         /* Install handler for GDB breakpoints */
 202         gdb_uh.uh_handler = gdb_trapper;
 203         install_coproc_handler_static(0, &gdb_uh);
 204 }
 205
 206
 207 void
 208 undefinedinstruction(struct trapframe *frame)
 209 {
 210         struct thread *td;
 211         u_int fault_pc;
 212         int fault_instruction;
 213         int fault_code;
 214         int coprocessor;
 215         struct undefined_handler *uh;
 216 #ifdef VERBOSE_ARM32
 217         int s;
 218 #endif
 219         ksiginfo_t ksi;
 220
 221         /* Enable interrupts if they were enabled before the exception. */
 222         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_I) == 0)
 223                 enable_interrupts(PSR_I);
 224         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_F) == 0)
 225                 enable_interrupts(PSR_F);
 226
 227         VM_CNT_INC(v_trap);
 228
 229         fault_pc = frame->tf_pc;
 230
 231         /*
 232          * Get the current thread/proc structure or thread0/proc0 if there is
 233          * none.
 234          */
 235         td = curthread == NULL ? &thread0 : curthread;
 236
 237         coprocessor = 0;
 238         if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0) {
 239                 /*
 240                  * Make sure the program counter is correctly aligned so we
 241                  * don't take an alignment fault trying to read the opcode.
 242                  */
 243                 if (__predict_false((fault_pc & 3) != 0)) {
 244                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 245                         ksi.ksi_signo = SIGILL;
 246                         ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 247                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 248                         trapsignal(td, &ksi);
 249                         userret(td, frame);
 250                         return;
 251                 }
 252
 253                 /*
 254                  * Should use fuword() here .. but in the interests of
 255                  * squeezing every bit of speed we will just use ReadWord().
 256                  * We know the instruction can be read as was just executed
 257                  * so this will never fail unless the kernel is screwed up
 258                  * in which case it does not really matter does it ?
 259                  */
 260
 261                 fault_instruction = *(u_int32_t *)fault_pc;
 262
 263                 /* Check for coprocessor instruction */
 264
 265                 /*
 266                  * According to the datasheets you only need to look at bit
 267                  * 27 of the instruction to tell the difference between and
 268                  * undefined instruction and a coprocessor instruction
 269                  * following an undefined instruction trap.
 270                  */
 271
 272                 if (ARM_COPROC_INSN(fault_instruction))
 273                         coprocessor = ARM_COPROC(fault_instruction);
 274                 else {          /* check for special instructions */
 275                         if (ARM_VFP_INSN(fault_instruction))
 276                                 coprocessor = COPROC_VFP; /* vfp / simd */
 277                 }
 278         } else {
 279 #if __ARM_ARCH >= 7
 280                 fault_instruction = *(uint16_t *)fault_pc;
 281                 if (THUMB_32BIT_INSN(fault_instruction)) {
 282                         fault_instruction <<= 16;
 283                         fault_instruction |= *(uint16_t *)(fault_pc + 2);
 284
 285                         /*
 286                          * Is it a Coprocessor, Advanced SIMD, or
 287                          * Floating-point instruction.
 288                          */
 289                         if (THUMB_COPROC_INSN(fault_instruction)) {
 290                                 if (THUMB_COPROC_UNDEFINED(fault_instruction)) {
 291                                         /* undefined insn */
 292                                 } else if (THUMB_VFP_INSN(fault_instruction))
 293                                         coprocessor = COPROC_VFP;
 294                                 else
 295                                         coprocessor =
 296                                             THUMB_COPROC(fault_instruction);
 297                         }
 298                 }
 299 #else
 300                 /*
 301                  * No support for Thumb-2 on this cpu
 302                  */
 303                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 304                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 305                 ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 306                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 307                 trapsignal(td, &ksi);
 308                 userret(td, frame);
 309                 return;
 310 #endif
 311         }
 312
 313         if ((frame->tf_spsr & PSR_MODE) == PSR_USR32_MODE) {
 314                 /*
 315                  * Modify the fault_code to reflect the USR/SVC state at
 316                  * time of fault.
 317                  */
 318                 fault_code = FAULT_USER;
 319                 td->td_frame = frame;
 320         } else
 321                 fault_code = 0;
 322
 323         /* OK this is were we do something about the instruction. */
 324         LIST_FOREACH(uh, &undefined_handlers[coprocessor], uh_link)
 325             if (uh->uh_handler(fault_pc, fault_instruction, frame,
 326                                fault_code) == 0)
 327                     break;
 328
 329         if (uh == NULL && (fault_code & FAULT_USER)) {
 330                 /* Fault has not been handled */
 331                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 332                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 333                 ksi.ksi_code = ILL_ILLOPC;
 334                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 335                 trapsignal(td, &ksi);
 336         }
 337
 338         if ((fault_code & FAULT_USER) == 0) {
 339                 if (fault_instruction == KERNEL_BREAKPOINT) {
 340 #ifdef KDB
 341                         kdb_trap(T_BREAKPOINT, 0, frame);
 342 #else
 343                         printf("No debugger in kernel.\n");
 344 #endif
 345                         return;
 346                 }
 347                 else
 348                         panic("Undefined instruction in kernel.\n");
 349         }
 350
 351         userret(td, frame);
 352 }