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 __FBSDID("$FreeBSD$");
  53
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/malloc.h>
  56 #include <sys/queue.h>
  57 #include <sys/signal.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/syslog.h>
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62 #include <sys/lock.h>
  63 #include <sys/mutex.h>
  64 #include <sys/signalvar.h>
  65 #include <sys/ptrace.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #ifdef KDB
  68 #include <sys/kdb.h>
  69 #endif
  70
  71 #include <vm/vm.h>
  72 #include <vm/vm_extern.h>
  73
  74 #include <machine/armreg.h>
  75 #include <machine/asm.h>
  76 #include <machine/cpu.h>
  77 #include <machine/frame.h>
  78 #include <machine/undefined.h>
  79 #include <machine/trap.h>
  80
  81 #include <machine/disassem.h>
  82
  83 #ifdef DDB
  84 #include <ddb/db_output.h>
  85 #endif
  86
  87 #ifdef KDB
  88 #include <machine/db_machdep.h>
  89 #endif
  90
  91 #define ARM_COPROC_INSN(insn)   (((insn) & (1 << 27)) != 0)
  92 #define ARM_VFP_INSN(insn)      ((((insn) & 0xfe000000) == 0xf2000000) || \
  93                                  (((insn) & 0xff100000) == 0xf4000000))
  94 #define ARM_COPROC(insn)        (((insn) >> 8) & 0xf)
  95
  96 #define THUMB_32BIT_INSN(insn)  ((((insn) & 0xe000) == 0xe000) && \
  97                                  (((insn) & 0x1800) != 0))
  98 /*
  99  * Coprocessor, Advanced SIMD, and
 100  * Floating-point instructions on page A6-251
 101  * OP1 == 01 OR 11
 102  * OP2 == 1xxxxxx
 103  */
 104 #define THUMB_COPROC_INSN(insn) (((insn) & (3 << 26)) == (3 << 26))
 105 /*
 106  * Advanced SIMD element or structure
 107  * load/store instructions on page A7-275
 108  * OP1 == 11
 109  * OP2 == 001xxx0
 110 */
 111 #define THUMB_VFP_INSN(insn)    (((insn) & (0x1F1 << 20)) == (0x190 << 20))
 112 #define THUMB_COPROC(insn)      (((insn) >> 8) & 0xf)
 113
 114 #define COPROC_VFP      10
 115
 116 static int gdb_trapper(u_int, u_int, struct trapframe *, int);
 117
 118 LIST_HEAD(, undefined_handler) undefined_handlers[MAX_COPROCS];
 119
 120 void *
 121 install_coproc_handler(int coproc, undef_handler_t handler)
 122 {
 123         struct undefined_handler *uh;
 124
 125         KASSERT(coproc >= 0 && coproc < MAX_COPROCS, ("bad coproc"));
 126         KASSERT(handler != NULL, ("handler is NULL")); /* Used to be legal. */
 127
 128         /* XXX: M_TEMP??? */
 129         uh = malloc(sizeof(*uh), M_TEMP, M_WAITOK);
 130         uh->uh_handler = handler;
 131         install_coproc_handler_static(coproc, uh);
 132         return uh;
 133 }
 134
 135 void
 136 install_coproc_handler_static(int coproc, struct undefined_handler *uh)
 137 {
 138
 139         LIST_INSERT_HEAD(&undefined_handlers[coproc], uh, uh_link);
 140 }
 141
 142 void
 143 remove_coproc_handler(void *cookie)
 144 {
 145         struct undefined_handler *uh = cookie;
 146
 147         LIST_REMOVE(uh, uh_link);
 148         free(uh, M_TEMP);
 149 }
 150
 151 static int
 152 gdb_trapper(u_int addr, u_int insn, struct trapframe *frame, int code)
 153 {
 154         struct thread *td;
 155         ksiginfo_t ksi;
 156         int error;
 157
 158         td = (curthread == NULL) ? &thread0 : curthread;
 159
 160         if (insn == GDB_BREAKPOINT || insn == GDB5_BREAKPOINT) {
 161                 if (code == FAULT_USER) {
 162                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 163                         ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 164                         ksi.ksi_code = TRAP_BRKPT;
 165                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)addr;
 166                         trapsignal(td, &ksi);
 167                         return 0;
 168                 }
 169 #if 0
 170 #ifdef KGDB
 171                 return !kgdb_trap(T_BREAKPOINT, frame);
 172 #endif
 173 #endif
 174         }
 175
 176         if (code == FAULT_USER) {
 177                 /* TODO: No support for ptrace from Thumb-2 */
 178                 if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0 &&
 179                     insn == PTRACE_BREAKPOINT) {
 180                         PROC_LOCK(td->td_proc);
 181                         _PHOLD(td->td_proc);
 182                         error = ptrace_clear_single_step(td);
 183                         _PRELE(td->td_proc);
 184                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
 185                         if (error == 0) {
 186                                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 187                                 ksi.ksi_signo = SIGTRAP;
 188                                 ksi.ksi_code = TRAP_TRACE;
 189                                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)addr;
 190                                 trapsignal(td, &ksi);
 191                                 return (0);
 192                         }
 193                 }
 194         }
 195
 196         return 1;
 197 }
 198
 199 static struct undefined_handler gdb_uh;
 200
 201 void
 202 undefined_init(void)
 203 {
 204         int loop;
 205
 206         /* Not actually necessary -- the initialiser is just NULL */
 207         for (loop = 0; loop < MAX_COPROCS; ++loop)
 208                 LIST_INIT(&undefined_handlers[loop]);
 209
 210         /* Install handler for GDB breakpoints */
 211         gdb_uh.uh_handler = gdb_trapper;
 212         install_coproc_handler_static(0, &gdb_uh);
 213 }
 214
 215 void
 216 undefinedinstruction(struct trapframe *frame)
 217 {
 218         struct thread *td;
 219         u_int fault_pc;
 220         int fault_instruction;
 221         int fault_code;
 222         int coprocessor;
 223         struct undefined_handler *uh;
 224 #ifdef VERBOSE_ARM32
 225         int s;
 226 #endif
 227         ksiginfo_t ksi;
 228
 229         /* Enable interrupts if they were enabled before the exception. */
 230         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_I) == 0)
 231                 enable_interrupts(PSR_I);
 232         if (__predict_true(frame->tf_spsr & PSR_F) == 0)
 233                 enable_interrupts(PSR_F);
 234
 235         VM_CNT_INC(v_trap);
 236
 237         fault_pc = frame->tf_pc;
 238
 239         /*
 240          * Get the current thread/proc structure or thread0/proc0 if there is
 241          * none.
 242          */
 243         td = curthread == NULL ? &thread0 : curthread;
 244
 245         coprocessor = 0;
 246         if ((frame->tf_spsr & PSR_T) == 0) {
 247                 /*
 248                  * Make sure the program counter is correctly aligned so we
 249                  * don't take an alignment fault trying to read the opcode.
 250                  */
 251                 if (__predict_false((fault_pc & 3) != 0)) {
 252                         ksiginfo_init_trap(&ksi);
 253                         ksi.ksi_signo = SIGILL;
 254                         ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 255                         ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 256                         trapsignal(td, &ksi);
 257                         userret(td, frame);
 258                         return;
 259                 }
 260
 261                 /*
 262                  * Should use fuword() here .. but in the interests of
 263                  * squeezing every bit of speed we will just use ReadWord().
 264                  * We know the instruction can be read as was just executed
 265                  * so this will never fail unless the kernel is screwed up
 266                  * in which case it does not really matter does it ?
 267                  */
 268
 269                 fault_instruction = *(u_int32_t *)fault_pc;
 270
 271                 /* Check for coprocessor instruction */
 272
 273                 /*
 274                  * According to the datasheets you only need to look at bit
 275                  * 27 of the instruction to tell the difference between and
 276                  * undefined instruction and a coprocessor instruction
 277                  * following an undefined instruction trap.
 278                  */
 279
 280                 if (ARM_COPROC_INSN(fault_instruction))
 281                         coprocessor = ARM_COPROC(fault_instruction);
 282                 else {          /* check for special instructions */
 283                         if (ARM_VFP_INSN(fault_instruction))
 284                                 coprocessor = COPROC_VFP; /* vfp / simd */
 285                 }
 286         } else {
 287 #if __ARM_ARCH >= 7
 288                 fault_instruction = *(uint16_t *)fault_pc;
 289                 if (THUMB_32BIT_INSN(fault_instruction)) {
 290                         fault_instruction <<= 16;
 291                         fault_instruction |= *(uint16_t *)(fault_pc + 2);
 292
 293                         /* Coprocessor, Advanced SIMD and Floating-point */
 294                         if (THUMB_COPROC_INSN(fault_instruction))
 295                                 coprocessor = THUMB_COPROC(fault_instruction);
 296                         else {
 297                                 /* Advanced SIMD load/store */
 298                                 if (THUMB_VFP_INSN(fault_instruction))
 299                                         coprocessor = COPROC_VFP; /* SIMD */
 300                         }
 301                 }
 302 #else
 303                 /*
 304                  * No support for Thumb-2 on this cpu
 305                  */
 306                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 307                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 308                 ksi.ksi_code = ILL_ILLADR;
 309                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 310                 trapsignal(td, &ksi);
 311                 userret(td, frame);
 312                 return;
 313 #endif
 314         }
 315
 316         if ((frame->tf_spsr & PSR_MODE) == PSR_USR32_MODE) {
 317                 /*
 318                  * Modify the fault_code to reflect the USR/SVC state at
 319                  * time of fault.
 320                  */
 321                 fault_code = FAULT_USER;
 322                 td->td_frame = frame;
 323         } else
 324                 fault_code = 0;
 325
 326         /* OK this is were we do something about the instruction. */
 327         LIST_FOREACH(uh, &undefined_handlers[coprocessor], uh_link)
 328             if (uh->uh_handler(fault_pc, fault_instruction, frame,
 329                                fault_code) == 0)
 330                     break;
 331
 332         if (uh == NULL && (fault_code & FAULT_USER)) {
 333                 /* Fault has not been handled */
 334                 ksiginfo_init_trap(&ksi);
 335                 ksi.ksi_signo = SIGILL;
 336                 ksi.ksi_code = ILL_ILLOPC;
 337                 ksi.ksi_addr = (u_int32_t *)(intptr_t) fault_pc;
 338                 trapsignal(td, &ksi);
 339         }
 340
 341         if ((fault_code & FAULT_USER) == 0) {
 342                 if (fault_instruction == KERNEL_BREAKPOINT) {
 343 #ifdef KDB
 344                         kdb_trap(T_BREAKPOINT, 0, frame);
 345 #else
 346                         printf("No debugger in kernel.\n");
 347 #endif
 348                         return;
 349                 }
 350                 else
 351                         panic("Undefined instruction in kernel (0x%08x).\n",
 352                             fault_instruction);
 353         }
 354
 355         userret(td, frame);
 356 }