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